Determine a perda de carga distribuída para um escoamento nos seguintes casos:
Óleo (
), Aço comercial,
1 Km
Óleo (
Passo 1
Resumindo: temos um óleo com viscosidade dinâmica
e densidade
escoando em um tubo de aço comercial de diâmetro interno
, vazão volumétrica
e comprimento
. Queremos a perda de carga distribuída, ou seja, o gradiente de carga hidráulica
(em m de coluna de fluido por metro) e o gradiente de pressão
. Vamos usar a fórmula de Darcy–Weisbach e coeficiente de atrito dado pela equação de Swamee–Jain (aproximação explícita da Colebrook).
Passo 2
Calcular a velocidade média
no duto a partir de
Portanto,
Passo 3
Determinar o número de Reynolds
o que indica escoamento turbulento
.
Passo 4
Estimativa do fator de atrito
pela fórmula de Swamee–Jain:
onde para tubo de aço comercial toma-se
. Calculando:
Passo 5
A perda de carga total em altura de coluna de fluido é
mas o que se pede é a perda de carga distribuída
O gradiente de pressão correspondente é
Resposta
A perda de carga distribuída é
o que equivale a