Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Frank White - Mecânica dos Fluidos- Ed: 6º - Capítulo 2.Problemas - Ex. 156
Suponha que o tubo em da Figura P2.151 gire em torno do eixo . Se o fluido for água a e a pressão atmosférica for absoluta, a que rotação o fluido dentro do tubo começará a vaporizar? Em que ponto isso ocorrerá?
Passo 1
Fala Pessoal!! Bora resolver essa questão comigo??
Nesse problema, nós queremos encontrar a rotação que o fluido dentro do tubo começará a vaporizar e também onde isso irá ocorrer. Podemos fazer o seguinte esquema para o processo:
Para realizarmos os cálculos, precisamos ir nas Tabelas A-1 e A-5 para água a . Temos o seguinte:
Densidade:
Pressão de vapor:
Passo 2
É importante perceber, que ao girar em torno de , a superfície livre desce do ponto para uma posição abaixo do ponto , como mostrado. Portanto, a pressão do fluido é mais baixa no ponto .
Passo 3
Com conforme mostrado na figura, a pressão no ponto será a seguinte:
Para a água evaporar, precisamos que , logo:
A altura tem relação com a rotação a partir da seguinte equação:
Substituindo na formula de preção, temos:
Aplicando os valores fornecidos no enunciado, temos o seguinte:
Transformando em , temos:
Portanto, é necessária uma rotação de .