Calcule o diâmetro de um orifício de formato circular, pequeno e de parede fina, cujo coeficiente de descarga é 0,62. A carga hidráulica sobre o centro do orifício é de 2 m. A vazão através do orifício deve ser
. Apresente o diâmetro em cm.
Passo 1
Beleza, vamos entender o que o enunciado pede. Aqui temos um orifício circular de parede fina, com coeficiente de descarga
. A carga hidráulica (diferença de nível) sobre o centro do orifício é
e a vazão necessária é
.
Conteúdo: mecânica dos fluidos – escoamento em orifício.
O que vamos precisar:
Conteúdo: mecânica dos fluidos – escoamento em orifício.
O que vamos precisar:
- Converter
para . - Usar a fórmula de vazão em orifício fino:
onde
.
3. Despejar pra achar o diâmetro .
3. Despejar pra achar o diâmetro
Passo 2
Primeiro convertemos a vazão de
para
.
Passo 3
Agora, a teoria do orifício fino diz que
Explicando:
-
corrige perdas de energia e velocidade. -
vem da equação de Bernoulli (energia potencial convertida em velocidade). - A área
é a seção transversal do orifício.
Então isolamos:
E daí o diâmetro:
Passo 4
Vamos aos números:
- Calcular
com e :
- Calcular
:
- Finalmente o diâmetro:
Convertendo para centímetros:
Resposta
O diâmetro do orifício deve ser aproximadamente
.