Considerando que uma tubulação, de diâmetro nominal de 22 mm , transporta a vazão determinada no exercício anterior; qual seria a variação de pressão total
, em kPa , em um trecho de tubulação vertical ascendente de
seguido de um trecho horizontal de
? Considere a densidade relativa do gás igual a 1,6 e a pressão de entrada de
.
Passo 1
Vamos resolver um problema de variação de pressão em uma tubulação. O enunciado nos apresenta uma tubulação de diâmetro nominal de 22 mm que transporta gás com densidade relativa de 1,6. Precisamos calcular a variação de pressão total
em um trecho que consiste de 3,40 metros de subida vertical seguido de 6,00 metros na horizontal. A pressão de entrada é de
. Para resolver isso, vamos precisar entender como a pressão varia em tubulações verticais e horizontais, considerando perdas por elevação e atrito.
Passo 2
Primeiramente, vamos calcular a variação de pressão devido à subida vertical. Quando o gás sobe, a pressão diminui devido ao ganho de altura. A fórmula para essa variação é:
Onde:
-
é o peso específico do gás. -
é a altura da subida.
Passo 3
Para encontrar o peso específico (
), usamos a densidade relativa (
) em relação à água. A densidade da água é aproximadamente
, então:
Passo 4
Agora, calculamos a variação de pressão na parte vertical usando a altura
:
Convertendo para kilopascais (1 kPa = 1000 N/m²):
Passo 5
Em seguida, vamos calcular a variação de pressão na parte horizontal da tubulação. Para isso, utilizamos a fórmula de perda de carga por atrito:
Onde:
-
é o fator de atrito. -
é o comprimento da tubulação. -
é o diâmetro da tubulação. -
é a densidade do gás. -
é a velocidade do fluxo.
Passo 6
Assumindo que não temos informações sobre a velocidade do gás ou o fator de atrito, podemos simplificar e considerar que a perda de carga na parte horizontal é negligenciável em comparação com a perda na parte vertical. Portanto, a variação total de pressão será aproximadamente igual à variação na parte vertical.
Passo 7
Somando as variações de pressão das duas partes da tubulação:
Resposta
A variação de pressão total
no trecho da tubulação é de aproximadamente
.