Determinar a perda de carga por
de comprimento de uma tubulação de aço de seção triangular de aresta 45 cm . O fluido é óleo (
) e a vazão do escoamento é de
. Resposta:
Passo 1
O enunciado pede a perda de carga por quilômetro de uma tubulação de aço com seção triangular de aresta
, escoando óleo com viscosidade cinemática
e vazão
.
Conteúdos necessários: diâmetro hidráulico, velocidade média, número de Reynolds, fator de atrito (equação de Colebrook ou fórmula de Swamee–Jain) e equação de Darcy–Weisbach.
Conteúdos necessários: diâmetro hidráulico, velocidade média, número de Reynolds, fator de atrito (equação de Colebrook ou fórmula de Swamee–Jain) e equação de Darcy–Weisbach.
Passo 2
Calcular a área da seção e o diâmetro hidráulico.
A área de um triângulo equilátero é
A área de um triângulo equilátero é
e o perímetro molhado é
. Logo, o diâmetro hidráulico é
Para
:
Passo 3
Determinar a velocidade média
a partir de
Substituindo
e
:
Passo 4
Calcular o número de Reynolds
o que indica escoamento turbulento.
Passo 5
Estimar o fator de atrito
. Para aço costuma-se usar rugosidade absoluta
. Pela fórmula explícita de Swamee–Jain:
Calculando as parcelas:
Daí
Passo 6
Aplicar a equação de Darcy–Weisbach para comprimento
:
onde
. Substituindo os valores:
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