Repita o Prob. 8-84 para tubos de ferro fundido de mesmo comprimento.

Temos que a temperatura média é:

Como é aproximadamente , podemos obter as propriedades da água a na tabela A-9.

Condutividade térmica:  

Viscosidade dinâmica:

Calor específico:  

Densidade da água:

Temos que a área da seção transversal do tubo pode ser dada pela seguinte equação:

Aqui, é o diâmetro do tubo.

Podemos dizer também que a velocidade média do fluxo de água é dada pela seguinte equação:

Aqui, é a vazão volumétrica da água. Substituindo a área da seção transversal, temos:

Com a relação pra velocidade média da água encontrada, podemos calcular o número de Reynolds para o fluxo usando a seguinte ralação:

Aqui, é a viscosidade dinâmica da água. Substituindo a relação pra velocidade média da água, temos:

Substituindo os termos da equação pelos dados fornecidos no enunciado, temos:

A partir de valores equivalentes de rugosidade para tubos, a rugosidade do tubo de ferro fundido é:

Agora, calculamos o fator de rugosidade para tubos de ferro fundido da seguinte maneira:

Analisando o gráfico da Moody's para e , podemos obter o fator de atrito . Temos então que:

Podemos calcular a queda de pressão no tubo com a seguinte relação:

Aqui, é a velocidade média. Substituindo temos:

Substituindo os termos da equação pelos dados fornecidos no enunciado, temos:

Portanto, a potência necessária para superar perdas de pressão é a seguinte:

a) Temos que a eficiência da bomba pode ser calculada da seguinte forma:

Substituindo os termos da equação, temos:

Portanto, o consumo de energia elétrica do sistema de bombeamento é .

b) Podemos calcular o custo da energia elétrica da seguinte forma:

Substituindo os dados na relação acima, temos:

Portanto, o custo diário do consumo de energia é .

c) Temos que o calor correspondente à queda de temperatura pode ser calculado da seguinte maneira:

A vazão mássica pode ser dada em termos de vazão volumétrica . Substituindo temos:

Substituindo os termos da equação pelos dados fornecidos, temos: