Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Brunetti - Mecânica dos Fluidos - Ed: 2º - Capítulo 3.Exercício - Ex. 15
No sistema da figura, tem-se um único fluido incompressível de e .
- Qual é o número de nas seções e ?
- Qual é a velocidade média na seção ?
- Qual é a vazão em volume nas seções e ?
- Qual é a vazão em volume na derivação e qual o sentido do escoamento? (Indicar no desenho.)
- Qual é a vazão em peso na seção ?
- Qual é a velocidade a de distância da parede do tubo ?
- Qual é a tensão de cisalhamento na parede do conduto da seção ?
Passo 1
Oi pessoal, tudo bem? Vamos analisar essa questão.
Item “a”:
Para encontrar o Reynolds na seção e , temos que:
Para um escoamento turbulento, temos que:
E para um escoamento laminar, temos que:
Portanto:
E:
Descobertas as velocidades médias podemos encontrar os respectivos números de Reynolds:
E:
Passo 2
Item “b”:
Para encontrarmos a velocidade média no ponto temos que:
Passo 3
Item “c”:
Para encontrarmos a vazão volumétrica na seção e , temos que:
Aplicando a cada seção, temos que:
Ou:
E:
Ou:
Passo 4
Item “d”:
Para encontrarmos o valor da vazão na derivação, encontraremos primeiro o valor da vazão em e em :
Portanto:
Ou:
E:
Ou:
Temos que:
Como o valor da vazão deu positivo, podemos afirmar que esta ocorre para fora.
Passo 5
Item “e”:
A vazão em volumétrica na seção é dada por:
A vazão em peso será:
Logo:
Passo 6
Item “f”:
A velocidade na distância pedida é dada por:
Passo 7
A tensão de cisalhamento na parede é dada por:
Onde , logo: