Calcular a perda de carga contínua, ou distribuída, numa tubulação de aço zincado, com 75 mm de diâmetro e 200 m de comprimento que conduz uma vazão de
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Passo 1
Beleza, o exercício tá pedindo a perda de carga “contínua” (ou distribuída) numa tubulação de aço zincado com:
- Diâmetro D = 75 mm
- Comprimento L = 200 m
- Vazão Q = 21,6 m³/h
Conteúdo envolvido: mecânica dos fluidos, mais especificamente a equação de Darcy–Weisbach e cálculo do fator de atrito para escoamento turbulento em tubulações ásperas. Vamos precisar:
- Converter unidades (m³/h → m³/s, mm → m)
- Calcular área da seção, velocidade média e número de Reynolds
- Determinar se é regime turbulento e achar o fator de atrito (usando a fórmula de Swamee–Jain, que é uma forma explícita da Colebrook)
- Aplicar Darcy–Weisbach:
Passo 2
Converter unidades e achar a velocidade média V:
- Q = 21,6 m³/h =
m³/s = 0,006 m³/s - D = 75 mm = 0,075 m
- Área da seção:
- Velocidade média:
Passo 3
Calcular o número de Reynolds e confirmar o regime de escoamento:
Usando viscosidade cinemática da água
m²/s:
Re > 4000 → escoamento turbulento.
Passo 4
Determinar o fator de atrito f (fórmula de Swamee–Jain):
Para aço zincado, rugosidade
mm = 1,5×10⁻⁴ m.
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- Soma =
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Passo 5
Calcular a perda de carga hₑ usando Darcy–Weisbach:
Substituindo:
Resposta
A perda de carga contínua na tubulação é aproximadamente 6,36 m de coluna d’água.