Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Frank White - Mecânica dos Fluidos- Ed: 6º - Capítulo 6.Problemas - Ex. 149
Em uma experiência de laboratório, ar a 20°C escoa de um grande tanque por um tubo liso de 2 cm de diâmetro e descarrega na atmosfera ao nível do mar, como mostra a figura abaixo. A vazão é medida por meio de um bocal de raio longo de 1 cm de diâmetro, usando um manômetro com óleo vermelho Meriam (d = 0,827). O tubo tem 8 m de comprimento. As medidas de pressão no tanque e de altura da coluna do manômetro são as seguintes:
Use esses dados para calcular as vazões Q e os números de Re e faça um gráfico da vazão medida em função da pressão no tanque; O escoamento é laminar ou turbulento? Compare os dados com resultados teóricos obtidos no diagrama de Moody, incluindo as perdas localizadas. Discuta.
Passo 1
E ai, galera! Tranquilidade? Bora que bora encarar mais um desafio?
Bem, antes de mais nada, vamos tomar a densidade e viscosidade do ar!!!
Considerando que não há mudanças de altura e negligenciando a velocidade do tanque, a equação de energia tem como resultado a seguinte carinha:
Onde e
Passo 2
Como é dado, nós podemos essa expressão mais o diagrama de Moody para tentar dizer quem é V e e comparar com as medidas dadas. A fórmula para o escoamento no bocal é:
Onde e podemos pegar da figura 6.42 do livro e
Passo 3
O fator de atrito é dado pela fórmula de Moody para tubos lisos (equação 6.48). Os resultados devem ser tabelados igual a gente vai fazer aqui a seguir!!
Note que temos uma ótima concordância dos valores teóricos com os medidos, o que nos dá uma boa acurácia ao sistema!
Vamos verificar se o escoamento é laminar ou turbulento!! Vamos testar com a menor velocidade, se ela já der um valor de Re > 2300, já temos certeza que o escoamento para qualquer velocidade acima desta também será turbulento!
Portanto o escoamento é turbulento!
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)