Enunciado

Fluid flows steadily, at volume rate Q, through a large horizontal pipe and then divides into two small pipes, the

larger of which has an inside diameter of 25 mm and carries three times the fl ow of the smaller pipe. Both small

pipes have the same length and pressure drop. If all flows

are turbulent, at ReD near 104, estimate the diameter of the

smaller pipe.

Passo 1

Saaaalve, tranquilo? Vamos lá resolver mais uma questão juntos?! 😊

Para o fluxo turbulento do tubo, a queda de pressão para um tubo horizontal,

Δ p = 0.241 L ρ 3 / 4 μ 1 / 4 d - 4.75 Q 1.75

Aqui, d é o diâmetro do tubo, ρ é a densidade do fluido, μ é a a viscosidade dinâmica do fluido, L é o comprimento do tubo e Q é a taxa de fluxo de volume através do tubo

A partir da equação (1), podemos escrever,

Q 1.75 ∝ d 4.75

O fluxo no tubo maior é três vezes maior do tubo menor

Fazendo, taxa de fluxo de volume do tubo menor ser Q 2 e taxa de fluxo de volume do tubo maior ser Q 1

Assim,

Q 1 = 3 Q 2

Para tubos maiores,

Q 1 1.75 ∝ d 1 4.75 Q 1 1.75 = C d 1 4.75

E para tubos menores,

Q 2 1.75 ∝ d 2 4.75 Q 2 1.75 = C d 2 4.75

Passo 2

Divida a equação (2) por (3) e equacionando Q 1 = 3 Q 2 ,

Q 1 Q 2 1.75   = d 1 d 2 4.75 d 1 d 2 4.75   = 3 1.75 d 1 d 2   = 3 1.75 / 4.75 d 2   = 0.025 3 1.75 / 4.75   = 0.0167   m   = 16.67   m m

Portanto, o diâmetro do tubo menor é 16.67   m .

Resposta

d 2 = 16.67   m m

Exercícios de Livros Relacionados

Para a configuração mostrada abaixo, o fluido é álcool etílico a 20°C, e os reservatórios são muito grandes. Determine a vazão que ocorre em m³/h. O escoamento é laminar?
Uma compressão constante sobre o pistão da figura abaixo produz uma vazão Q = 0,15c m 3 / s através da agulha. O fluido tem ρ = 900k g / m ³ ³ e μ = 0,002k g / ( m . s ) . Qual a força F necessária pa
Água a 20°C deve ser retirada por sifão por um tubo de 1 m de comprimento e 2 mm de diâmetro, como na figura a seguir. Existe alguma altura H para a qual o escoamento não é laminar? Qual é a vazão se
Em Pequelândia, as casas tem menos de 30 cm de altura! A chuva cai em regime laminar! O tubo de drenagem da figura abaixo tem apenas 2 mm de diâmetro. (a) Quando a calha está cheia, qual é a taxa de d
Um óleo (d = 0,9) escoa pelo tubo da figura abaixo com Q = 0,99m 3 / h . Qual é a viscosidade cinemática do óleo em m²/s? O escoamento é laminar?