Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Brunetti - Mecânica dos Fluidos - Ed: 2º - Capítulo 8.Exercício - Ex. 15
Na figura, o tubo de Pitot faz a tomada da pressão dinâmica de um jato de água lançado por um orifíio instalado no fundo do tanque. Se o orifício tem um diâmetro de 2,5 cm e o manômetro do Pitot indica 112 kPa, determinar o coeficiente de velocidade do orifício.
Passo 1
Tá legal! Sabemos que o coeficiente de velocidade é dado por:
Onde é a velocidade real de saída do orifício e a velocidade teórica.
Passo 2
Podemos encontrar a velocidade teórica de saída através da equação 8.8 apresentada nessa seção, que é dada por:
Agora, para encontrar a velocidade real, podemos usar uma das equações do tubo de Pitot, mais especificamente a equação 8.4, que fornece a velocidade real do escoamento:
Onde é a pressão aferida pelo manômetro do tubo de Pitot e a pressão do escoamento (que no nosso caso é a pressão do reservatório, que por sua vez, está aberto para o ambiente, então teremos ). Então, a equação para a velocidade real se torna:
Passo 3
Agora vamos substituir as duas relações encontradas no passo 2 lá na equação do coeficiente de velocidades do passo 1:
Substituindo os valores conhecidos (lembrando que a altura é a altura do reservatório superior com relação ao seu orifício de saída):