Água escoa de um grande reservatório através de um sistema de tubos com diâmetros variáveis. O nível da água está 10 m acima da saída. Os tubos têm 20 m de comprimento total ( ) e diâmetro de 75 mm . Calcule a velocidade na saída considerando todas as perdas.
Passo 1
O enunciado diz que a água escoa de um reservatório livre (nível estático) até a saída, com desnível de m. O sistema de tubos tem comprimento total m, diâmetro interno mm (ou seja, m) e fator de atrito de Darcy–Weisbach . Queremos a velocidade na saída considerando as perdas por atrito. Vamos aplicar a equação de Bernoulli entre a superfície livre e a saída, incluindo a perda de carga por atrito.
Passo 2
Entre o ponto 1 na superfície livre (velocidade praticamente nula, pressão atmosférica) e o ponto 2 na saída (também à pressão atmosférica), a equação de Bernoulli com perda de carga fica:
Logo,
10 = v^22g + hf
Passo 3
Pela fórmula de Darcy–Weisbach, a perda de carga por atrito é