Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Fox - Mecânica dos Fluidos- Ed: 8º - Capítulo 6.Problemas - Ex. 45
Trabalhos de manutenção em sistemas hidráulicos de alta pressão exigem cuidados especiais. Um pequeno vazamento pode causar um jato de fluido hidráulico de alta velocidade que pode penetrar na pele e provocar ferimentos sérios (por isso, os mecânicos são instruídos a usar um pedaço de papel ou de papelão, e não um dedo, para detectar vazamentos). Calcule e trace um gráfico da velocidade do jato de um vazamento versus a pressão do sistema, para pressões até 40 Mpa (manométrica). Explique como um jato de alta velocidade de fluido hidráulico pode causar ferimentos.
Passo 1
Vamos começar o exercício aplicando a equação de Bernoulli entre o ponto onde um mecânico supostamente colocaria o dedo para verificar o vazamento (1) e entre algum outro ponto do escoamento já em contato com o ambiente (2):
Nesse caso, podemos desprezar a diferença entre as cotas e , e sabemos também que teremos pressão ambiente no ponto 2. E onde o mecânico colocaria o dedo (ponto 1), teríamos velocidade igual a zero no ponto de contato entre seu dedo e o escoamento, então:
Passo 2
O gráfico que representa a equação da velocidade é dada por:
Passo 3
Então, um jato de alta velocidade de fluido pode causar ferimentos devido a força com que ele exerce na mão do operador, já que a pressão com que sai da tubulação é alta.