Enunciado

FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Fox - Mecânica dos Fluidos- Ed: 8º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 126

Oi pessoal, tudo bem ?

Fazendo um resumo dos dados da questão, temos:

(Tabela A.8) e (Tabela 8.1)

Para a avaliação da profundidade e/ou perda de carga, sempre necessitaremos lembrar da equação da perda de carga:

Considerações: ;

Ignorem os comprimentos adicionais dos cotovelos, facilita a resolução;

Ao considerar o tanque elevado, estima-se que

E dizemos que , por ser linha de água potável

As perdas de carga terão parcela extra dos cotovelos, resultando em:

Para determinar a velocidade , precisamos calcular o valor da vazão de saída:

O número de Reynolds é:

Como Re=100000, o escoamento é turbulento, então o fator de atrito:

)

Utilizando a ferramenta Solve do excel, foi possível determinar o fator de atrito f=0,0201.

Então, resta somente descobrir os valores de L nos casos em que o problema quer que a gente resolva, então:

Para o caso 1:

Da seção 8.7, têm-se as relações dos comprimentos das curvas com o diâmetro do tubo, no nosso caso, temos:

Voltando à equação da energia e fazendo manipulações matemáticas:

Então, substituindo os valores, encontra-se que:

Para o caso 2:

Da seção 8.7, têm-se as relações dos comprimentos das curvas com o diâmetro do tubo, no nosso caso, e para um cotovelo padrão 90º, temos:

Observe que, neste caso, só há um cotovelo padrão. Substituindo valores da equação da diferença de pressão dos tubos, temos que:

Para o caso 3:

E observe que, neste caso, há três cotovelos padrão. Substituindo valores da equação da diferença de pressão dos tubos, temos que:

Portanto, conclui-se que o caso 1 é o melhor caso para minimizar perdas na linha, e o caso 3 é o pior entre eles.