Atualmente, antes de serem lançadas no meio ambiente, a água decorrente das industrias e domicílios é tratada nas Estação de Tratamento de Esgoto (ETE), para evitar danos ao meio ambiente e a saúde.
Existem dois tipos de tratamento relacionados a água:
- Tratamento de Água (ETA): serve para filtrar as impurezas encontradas nas fontes de água doce.
- Tratamento de Esgoto (ETE): serve para limpar toda a água despejada através da rede de esgoto no qual ela é reintroduzida nos rios diminuindo seu impacto ecológico.
Neste problema estamos considerando o tratamento da água, para que o tratamento ocorra essa água é captada através de rios e para efeito de simplificação iremos considerar que os rios são tanques abertos que possuem grandes dimensões (seção 1). Este descarrega água por um tubo (seção 2). Sendo a tubulação de ferro galvanizado com 400 mm de diâmetro, com essas informações, determine:
(a) velocidade de saída do escoamento com uma vazão de 110 litros/min?
Existem dois tipos de tratamento relacionados a água:
Neste problema estamos considerando o tratamento da água, para que o tratamento ocorra essa água é captada através de rios e para efeito de simplificação iremos considerar que os rios são tanques abertos que possuem grandes dimensões (seção 1). Este descarrega água por um tubo (seção 2). Sendo a tubulação de ferro galvanizado com 400 mm de diâmetro, com essas informações, determine:
(a) velocidade de saída do escoamento com uma vazão de 110 litros/min?
Passo 1
Vamos lá! Você tem um exercício sobre o tratamento de água, especificamente sobre como a água é escoada através de uma tubulação. O objetivo aqui é calcular a velocidade de saída do escoamento quando a vazão é de 110 litros por minuto. Para resolver isso, vamos precisar entender conceitos básicos de hidráulica, como vazão e velocidade do fluxo.
Passo 2
Primeiro, precisamos lembrar que a vazão (
) é a quantidade de água que passa por um ponto em um determinado tempo. No nosso caso,
litros por minuto. Mas para facilitar os cálculos, vamos converter essa unidade para metros cúbicos por segundo.
Sabemos que:
Então,
Passo 3
Agora, precisamos calcular a área da seção transversal da tubulação (
). A tubulação tem um diâmetro de 400 mm, que vamos converter para metros:
A área de um círculo é dada por:
Passo 4
Agora, para encontrar a velocidade do escoamento (
), usamos a relação entre vazão, área e velocidade:
Rearranjando para encontrar
:
Substituindo os valores que calculamos:
Resposta
A velocidade de saída do escoamento é aproximadamente 0,0146 metros por segundo.