Num determinado tubo de cobre com diâmetro de
escoa massa de ar com velocidade de
nas condições padrões. Em condições especiais o escoamento pode ser considerado laminar.
Considerando um trecho de 60 cm , determine a diferença de pressão e as Perdas de carga, considerando as seguintes situações:
a) Considerando o regime como laminar (situação hipotética);
b) Na condição de Regime turbulento;
c) Determine os valores das Potências fluida para ambos os casos.
Considerando um trecho de 60 cm , determine a diferença de pressão e as Perdas de carga, considerando as seguintes situações:
a) Considerando o regime como laminar (situação hipotética);
b) Na condição de Regime turbulento;
c) Determine os valores das Potências fluida para ambos os casos.
Passo 1
O enunciado dá um tubo de cobre de diâmetro interno
e comprimento
, por onde escoa ar na velocidade média
em condições-padrão. Queremos, para um trecho de
:
- Diferença de pressão
e perda de carga supondo regime laminar. - Diferença de pressão
e perda de carga supondo regime turbulento. - Potência do fluido em cada caso.
O conteúdo que vamos usar é a equação de Darcy–Weisbach
o cálculo do fator de atrito
para cada regime e a definição de potência
com
vazão volumétrica.
Passo 2
Adotamos propriedades do ar em condições-padrão (aprox.,
, 1 atm):
Passo 3
Área da seção e vazão volumétrica:
Passo 4
Número de Reynolds:
Note que, embora
indique fluxo turbulento, na alínea (a) trataremos o caso laminar hipotético.
Passo 5
Regime laminar (hipotético):
Fator de atrito em tubo liso
Fator de atrito em tubo liso
Cálculo de
e
:
Potência do fluido:
Passo 6
Regime turbulento:
Usamos a correlação de Blasius para tubos lisos ( ):
Usamos a correlação de Blasius para tubos lisos (
Em seguida:
Potência do fluido:
Resposta
a) Regime laminar (hipotético):
,
,
.
b) Regime turbulento:
,
,
.
c) Potências:
e
.