Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Fox - Mecânica dos Fluidos- Ed: 8º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 133
Uma vazão volumétrica de água, Q = 21 L/s, é fornecida através de uma mangueira de incêndio com bocal. A mangueira (L = 76 m, D = 75 mm e/D = 0,004) é constituída de quatro trechos de 18 m acoplados por engates rápidos. A entrada é de bordaviva; o coeficiente de perda localizada de cada engate é Kc = 0,5, baseado na velocidade média na mangueira. O coeficiente de perda localizada do bocal é Kn = 0,02, com base na velocidade de saída do jato cujo diâmetro é D2 = 25 mm. Estime a pressão na entrada da mangueira requerida para essa vazão.
Passo 1
Oi pessoal, tudo bem ?
Para a avaliação da profundidade, diferença de pressão e/ou perda de carga, sempre necessitaremos lembrar da equação da perda de carga:
Consideremos
Como não há menção da diferença de nível, supomos que
As perdas de carga serão representadas pela eq. Da perda de carga maior, e o somatório de todas as eq. De perda de carga menor:
Obs: O coeficiente recebe *4 devido à quantidade de trechos, resultando em 4 engates;
E refere-se ao coeficiente de perda de carga na entrada da mangueira, que recebe o valor de (Tabela 8.2) .
Passo 2
Agora, devemos simplificar a equação da energia:
E sabendo que:
Do enunciado, é possível encontrar a velocidade V:
Obs: O valor de Q foi convertido de l/s para m³/s
Fazendo as substituições de , manipulando a equação:
Passo 3
Para a determinação da pressão de entrada , resta descobrir o valor do coeficiente de atrito f.
Da tabela A.7, temos o valor da viscosidade cinemática da água, para a descoberta do Re do problema:
Percebe-se que o escoamento é turbulento, portanto (sabendo que, para a mangueira e/D = 0,004):
)
Utilizando a ferramenta Solve do excel, foi possível determinar o fator de atrito:
Agora, resolvendo :
Resposta
Portanto, a pressão de entrada