Determinar a perda de carga unitária em um conduto semicircular com fundo plano, de concreto armado liso, 1,5m de diâmetro, transportando, como conduto forçado, água com velocidade média a 3,0m/s. Utilize a fórmula universal e compare com o exercício realizado em sala de aula.
Passo 1
Beleza, antes de tudo vamos resumir o problema: temos um conduto “meio tubo” (seção com fundo plano + meia circunferência) de concreto liso, diâmetro externo
m, escoando água a
m/s em regime forçado (tubulação cheia). A tarefa é achar a perda de carga por metro usando a fórmula universal de Darcy–Weisbach e comparar com
m/m.
Conteúdo envolvido:
Conteúdo envolvido:
- Geometria de seção (área, perímetro molhado, raio hidráulico)
- Número de Reynolds
- Fórmula universal (Colebrook–White aproximada)
- Equação de Darcy–Weisbach
Passo 2
Calcular área da seção (
), perímetro molhado (
) e raio hidráulico (
).
- Área da meia circunferência:
Com
- Perímetro molhado: meia circunferência + fundo plano
3) Raio hidráulico
O “diâmetro hidráulico” para Darcy é
m.
Passo 3
Calcular o fator de atrito
pela fórmula universal (Colebrook–White aproximada).
- Número de Reynolds
2) Rugosidade típica de concreto liso (digamos)
3) Fórmula de Serghides (ou Colebrook simplificado):
Calculando:
Passo 4
Finalmente a perda de carga unitária
pela Darcy–Weisbach:
Com
Resposta
A perda de carga unitária é aproximadamente
m/m, bem próximo dos
m/m obtidos em sala.