Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Fox - Mecânica dos Fluidos- Ed: 8º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 127
Em uma instalação de arcondicionado, é requerida uma vazão de 35 m3/min de ar a 10°C. Um duto de chapa de aço lisa de seção retangular (0,23 m por 0,75 m) é usado. Determine a queda de pressão (em mm de água) para um trecho de 30 m de duto horizontal.
Passo 1
Oi pessoal, tudo bem ?
Fazendo um resumo dos dados da questão, temos:
(Tabela A.7) | |
Para a avaliação da pressão de descarga, sempre necessitaremos lembrar da equação da perda de carga:
Considerações:
Ao considerar o tanque elevado, estima-se que ;
Dizemos que
O duto é contínuo,
A perda de carga é expressa como:
Fazendo as substituições e organizando a equação temos o seguinte:
Passo 2
Como o duto tem seção retangular, e se faz necessária a utilização do diâmetro D para o cálculo da perda de carga e Re, podemos realizar a seguinte consideração:
Em que a e b são os respectivos lados da chapa retangular.
Então,
A partir da vazão e da área da seção do duto, pode-se encontrar a velocidade:
Para encontrar o valor do coeficiente de atrito f, deve-se encontrar primeiramente o Número de Reynolds, para determinar se o escoamento é laminar ou turbulento:
Portanto, o escoamento é turbulento.
Para o cálculo do fator de atrito em escoamento turbulento, têm-se a seguinte relação:
)
Porém, para tubulações lisas, pode-se utilizar a rugosidade nula, portanto:
)
Utilizando a ferramenta Solve, do excel, é possível chegar a um valor aproximado do fator de atrito .
Passo 3
Com os valores descobertos, podemos encontrar o valor da queda de pressão:
Na água, a diferença, em metros:
Resposta
Portanto, a diferença de pressão (em KPa) é:
E a diferença de nível (em m) é: