Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Mecânica dos Fluidos- Ed: 1º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 113
No Problema , o diâmetro do tubo é triplicado para reduzir as perdas do tubo. Determine o aumento percentual na saída de potência liquida como resultado dessa modificação.
Passo 1
Considerando os mesmos dados da questão anterior, porém, triplicando o diâmetro, devemos calcular o aumento percentual na saída de potência. Assim, teremos o passo com o diâmetro normal e o passo com o diâmetro triplicado.
Passo 2
Desprezando as perdas menores, podemos utilizar a equação de energia (que é a de Bernoulli, com alguns acréscimos). Assim, estabelecendo os pontos de análise e , temos:
Pelo diagrama, os pontos e são expostos a atmosfera, ou seja, . Além disso, o nosso ponto de referência é em e as velocidade são praticamente desprezíveis, ou seja, . Por ultimo, não temos bomba, então . Assim, temos:
Passo 3
Agora, vamos aos cálculos das variáveis. Tendo duas situações, as velocidades são:
A rugosidade dos tubos sobre o diâmetro é:
Calculando o numero de Reynolds:
Com esses resultados, vamos determinar o fator de atrito através do diagrama de Moody:
Assim, o fator de atrito é e .
Passo 4
Voltando a expressão que calculamos no passo , calculamos a perda de carga:
Substituindo:
Podemos calcular o aumento percentual pela razão entre a diferença perdas da turbinas e a perda antes de dobramos o diâmetro:
Prontinho!!