Um grande reservatório fornece água para a comunidade. Uma parte do sistema de abastecimento de água é mostrada. A água é bombeada de um reservatório para um grande tanque de armazenagem antes de ser enviada para a instalação de tratamento de água. O sistema é projetado para fornecer 1310 de água a 20°C. De B para C, o sistema consiste em uma entrada de borda-viva, 760 m de tubo, três válvulas de gaveta, quatro cotovelos de 45° e dois cotovelos de 90°. A pressão manométrica em C é 197 kPa. O sistema entre F e G contém 760 m de tubo, duas válvulas de gaveta e quatro cotovelos de 90°. Todo o tubo é de ferro fundido de 508 mm de diâmetro. Calcule a velocidade média da água no tubo, a pressão manométrica na seção transversal em F, a potência de acionamento da bomba (sua eficiência é de 80%) e a tensão de cisalhamento de parede no trecho FG.

Para o primeiro momento, aplica-se a equação da energia para a pressão no ponto F, comparando com o ponto G.

Consideremos:

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As perdas de carga serão representadas pela eq da perda de carga maior e o incremento das perdas pelos cotovelos de e válvula de gaveta, e a eq perda de carga menor:

Assim, a equação da energia, de forma simplificada, fica:

Isolando :

Sabe-se que o Re é dado por:

E que:

Utilizando a ferramenta Solve, do excel, é possível encontrar o valor correspondente de

Sabendo desses valores, agora podemos substituí-los na equação 1:

Calculando:

Para calcular a potência de acionamento da bomba, assumimos que a eficiência é 100%. Temos:

Como já vimos:

Então:

A entrada real da bomba :

Para o cálculo da tensão de cisalhamento, sabemos que:

De F até G, temos:

Então: