Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Brunetti - Mecânica dos Fluidos - Ed: 2º - Capítulo 8.Exercício - Ex. 17
Um tubo de água está fechado por um tampão na extremidade. Ao efetuar a operação de colocação de um piezômetro conforme a figura, o operador provoca um orifício no tampão (por acidente), o que provoca um vazamento. A leitura no piezômetro é 0,7 m a partir do eixo do orifício. Admitindo que a vazão de descarga pelo orifício é de 1,58 L/s, o diâmetro do orifício é 4 cm e o coeficiente de descarga, , determinar a velocidade de aproximação da água. Dados: ; .
Passo 1
Nesse exercício, com o furo causado acidentalmente, o sistema pode ser modelado como tubo com orifício na seção de saída, e para esse sistema, podemos escrever a fórmula da vazão conforme a equação 8.16 fornecida nessa seção do livro, então:
Em que é a velocidade de aproximação do orifício, é a leitura de altura de carga aferida no manômetro, o coeficiente de descarga e a área do orifício no final da seção do tubo.
Passo 2
Dessa forma, já conhecemos alguns termos da equação do passo 1, são eles:
Passo 3
Nossa tarefa agora é manipular a equação do passo 1 para isolar , então vamos lá:
Elevando ambos os lados ao quadrado para sumir com a raiz, temos:
Agora podemos substituir os valores conhecidos: