Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Frank White - Mecânica dos Fluidos- Ed: 6º - Capítulo 6.Problemas - Ex. 29
Óleo com e escoa por um tubo horizontal de 15 m de comprimento. A potência fornecida ao escoamento é de 1 hp. (a) Qual é o diâmetro adequado se o escoamento ocorre na condição de transição laminar? Para essa condição, quais os valores de (b) Q em m³/h e (c) em kPa.
Passo 1
E aí, gente!! Tudo bem? Então vou mostrar pra vocês que mecânica dos fluidos não é nem de longe um bicho de 7 cabeças (nem de perto também)!
(a) Bem, sabemos que a transição vai acontecer quando , então:
A potência também foi dada igual a 1hp, que é a mesma coisa que 745,7 W.
Sabe-se que potência é dada pela fórmula a seguir ó:
Passo 2
Como temos um tubo na horizontal, você concorda comigo que na equação de energia Z1 = Z2 e que as velocidades também serão iguais nos pontos 1 e 2? Olha o desenho abaixo!!!
Vamos considerar escoamento laminar, beleza?
Substituindo isso na nossa equação de potência, temos que:
Portanto, da equação de Reynold concluímos que , o que resultará em um valor de
Passo 3
(b) Se temos que agora os valores de velocidade e diâmetro, fica moleza de calcularmos a vazão volumétrica, correto?
Passo 4
(c) Como calculamos o bendito parâmetro tensão de cisalhamento? Bem, para isso tem uma fórmula. Mas estamos querendo a tensão de cisalhamento na parede, e acredite, pra nossa felicidade, o livro já deu pra gente essa equação (6.12) que é: