Expresse a equação da energia unidimensional para o escoamento de canal aberto entre uma seção a montante 1 e uma seção a jusante 2 e explique como a perda de carga pode ser determinada.

Passo 1

Nessa questão nós temos que expressar a equação de energia unidimensional, 1-D, para fluxo em canal aberto e discutir sobre a perda de carga. Vamos lá!

Passo 2

A equação de energia unidimensional para o fluxo de canal aberto entre uma seção a montante (1) e a seção a jusante (2) é escrita como,

z 1 + y 1 + V 1 2 2 g = z 2 + y 2 + V 2 2 2 g + h L

Onde y é a profundidade do fluxo, z é a elevação do fundo do canal e V é a velocidade média do fluxo. A perda de carga h L devido a efeitos de atrito pode ser determinada a partir de,

h L = f L R h   V 2 8 g  

Onde f é o fator de atrito médio e L é o comprimento do canal entre as seções 1 e 2.

Passo 3

A perda de carga é sempre positiva - nunca pode ser negativa, pois isso violaria a segunda lei da termodinâmica. Assim, a energia mecânica total deve diminuir a jusante no fluxo de canal aberto.

Resposta

z 1 + y 1 + V 1 2 2 g = z 2 + y 2 + V 2 2 2 g + h L

h L = f L R h   V 2 8 g  

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados