Um escoamento de água atravessa um tubo horizontal com uma redução de seção de 20 cm de diâmetro para 10 cm . A pressão no trecho mais largo é 350 kPa . Calcule a vazão (em L/s), desconsiderando perdas.
Passo 1
O enunciado diz que há um escoamento de água em tubo horizontal que se reduz de diâmetro
para
, com pressão no trecho mais largo igual a
. Desprezando perdas e variação de altura, vamos usar:
- A equação da continuidade:
. - A equação de Bernoulli entre as seções 1 e 2, com
(pressão de referência, em gama).
Também precisamos da densidade da água,.
Passo 2
Calculamos as áreas das seções e a relação entre velocidades.
Da continuidade
vem
ou seja
Passo 3
Aplicamos Bernoulli (em termos de pressões absolutas de gama) entre as seções 1 e 2:
Como
(referência), obtemos
Substituindo
,
Logo,
Passo 4
Numerando com
e
:
Passo 5
A vazão volumétrica é
Convertendo para litros por segundo:
Resposta
A vazão vale aproximadamente
.