Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Frank White - Mecânica dos Fluidos- Ed: 6º - Capítulo 6.Problemas - Ex. 79
Uma mangueira de jardim deve ser usada como linha de retorno de uma fonte artificial em um centro comercial. Para selecionar a bomba apropriada, você precisa saber a altura da rugosidade no interior da mangueira. Infelizmente, a característica da rugosidade não é fornecida pelo fabricante da mangueira. Por esse motivo, você inventa uma experiência simples para medir a rugosidade. A mangueira é fixada ao dreno de uma piscina localizada acima do solo, cuja superfície está 3,0 m acima da saída da mangueira. Você avalia o coeficiente de perda localizada da região de entrada como sendo 0,5 e a válvula de dreno tem uma perda localizada de comprimento equivalente de 200 diâmetros quando completamente aberta. Usando um balde e um cronômetro, você abre a válvula e mede a vazão como sendo
para uma mangueira que tem 10,0 m de comprimento e um diâmetro interno de 1,50 cm. Estime a altura da rugosidade interna da mangueira em milímetros.
Passo 1
Bora lá, resolver essa ai vai ser de boa!
Primeiro, bora achar a velocidade disso ai!
Assim, Reynolds será, lembrando que e ,
Passo 2
Nossa equação da energia ficará da seguinte forma:
Lembrando que a velocidade na superfície pode ser desprezível e que, como ambos lados estão para a atmosfera, a pressão irá se anular. Teremos:
em que,
Tendo, , teremos que:
Passo 3
Para e , analisando o Diagrama de Moody conseguimos encontrar a rugosidade relativa do tubo, sendo:
Assim,