Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Frank White - Mecânica dos Fluidos- Ed: 6º - Capítulo 3.Problemas para exames de fundamentos de engenharia - Ex. 2
Na Figura FE3.1, água sai de um bocal à pressão atmosférica de 101 kPa. Se a vazão volumétrica é de 606 L/min e o atrito é desprezado, qual é a pressão manométrica na seção 1? (a) 1,4 kPa, (b)32 kPa, (c) 43 kPa, (d) 29 kPa, (e) 123 kPa.
Passo 1
Está questão é uma questão de simples aplicação da equação de bernoulli, ou seja:
Mas pera aí, antes de substituir os valores vamos considerar algumas coisas. Primeiro, vamos adotar que o ponto 1 e o ponto 2 estão na mesma altura, ou seja, , segundo, como é a pressão atmosférica, vamos assumir que porque dessa maneira já vamos encontrar direto a pressão manométrica em 1. Equacionando:
Passo 2
Vamos encontrar pela equação da continuidade, onde, a vazão em um ponto de um duto é a mesma em qualquer outro ponto dentro deste mesmo tubo. Bora equacionar isso:
A vazão no ponto dois já foi dada:
Convertendo para m3/s:
A vazão no ponto 1 pode ser escrita da seguinte maneira:
A área da seção transversal em 1 pode ser escrita como (lembrando que o diâmetro da seção transversal em 1 é :
Agora é só substituir e achar :
Passo 3
Agora é só encontrar o valor de . Isso é simples, nós temos a vazão volumétrica e o diâmetro (), sendo assim:
Agora é só aplicar na equação de (como nosso fluido é água :
Resposta
Letra B: (d) 29 kPa