Calcule a perda de carga em um tubo de aço galvanizado de 25 mm de diâmetro e 160 m de comprimento que transporta água a uma vazão de
, sendo
).
Passo 1
O enunciado pede a perda de carga em um trecho de tubo de aço galvanizado (diâmetro interno
, comprimento
) por onde escoa água com vazão
. Vamos usar conservação de massa para obter a velocidade média
, a definição de número de Reynolds para verificar o regime, a equação implícita de Colebrook para achar o fator de atrito de Darcy
, e finalmente a fórmula de Darcy–Weisbach para calcular a perda de carga (em metros de coluna d’água e em Pascal).
Passo 2
Converter unidades de vazão e diâmetro para o SI.
Passo 3
Calcular a área da seção transversal e a velocidade média:
Passo 4
Calcular o número de Reynolds para verificar o regime de escoamento:
logo o escoamento é turbulento
.
Passo 5
Determinar o fator de atrito de Darcy
usando a equação de Colebrook–White. Para aço galvanizado, a rugosidade relativa é
A equação implícita é
Iterando (chute inicial
), chega-se a
Passo 6
Calcular a perda de carga
em metros de coluna d’água pela fórmula de Darcy–Weisbach:
Convertendo para pressão:
Resposta
A perda de carga é aproximadamente