Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Fox - Mecânica dos Fluidos- Ed: 8º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 103
O escoamento através de uma contração súbita é mostrado. A área mínima de escoamento na é dada pelo coeficiente de contração [32], em termos da razão entre as áreas:
A perda de carga em uma contração súbita é essencialmente um resultado da : o fluido acelera-se no sentido da contração, ocorre separação do escoamento (conforme mostrado pelas linhas pontilhadas), e a age como uma expansão súbita em miniatura com perdas secundárias (menores) significativas no escoamento. Use estas considerações para obter e traçar estimativas do coeficiente de perda menor para uma contração súbita, e compare com os dados apresentados na Fig. 8.15.
Passo 1
Equações:
- Massa:
- Momento:
- Energia:
Considerações:
- Escoamento Estacionário;
- Fluido Incompressível;
- Escoamento Uniforme;
- Sem Ação de Forças de Corpo;
- Sem Trabalho;
- Sem Forças de Resistência;
- Ação da Gravidade Desprezada.
Passo 2
Realizando as considerações do Passo 1.
Para a Equação de Massa:
Para a Equação de Momento:
Aplicando a Equação de Massa.
Para a Equação de Energia:
Aplicando a Equação de Massa e sabendo que .
Combinando as equações obtidas da Equação do Momento e de Energia, temos:
Rearranjando:
Passo 3
Aplicando a Equação de Massa na equação dada pelo enunciado, temos:
Substituindo na equação obtida no Passo 2:
Temos que:
Igualando das duas equações:
Passo 4
Com a equação obtida e a dada no enunciado, podemos traçar o gráfico estimativas do coeficiente de perda menor para uma contração súbita.
Resposta
Discursiva