Etanol,
e 1 bar, (
e
) flui a uma vazão de
por meio de um tubo de ferro batido nominal de 3 " e schedule 40, que é disposto horizontalmente e tem 280 m de comprimento. O tubo contém dois cotovelos padrão rosqueados de
e uma válvula globo. Calcule a queda de pressão do Etanol usando coeficientes de perda K. Dados:
;
Resposta:
Passo 1
O enunciado pede a perda de carga em um escoamento de etanol (
kg/
,
) que flui a
num tubo de ferro nominal
\textquotedbl{} Sch
de comprimento
m e diâmetro interno
m. O tubo tem dois cotovelos de
e uma válvula globo. Vamos usar a equação de Darcy–Weisbach para perda de carga distribuída e o somatório de coeficientes
para as perdas localizadas:
Precisamos: (i) velocidade média
, (ii) número de Reynolds
, (iii) fator de atrito
(Swamee–Jain), (iv) perda distribuída e (v) soma de
para as peças.
Passo 2
Calcular a velocidade média
a partir de
e da área
:
Passo 3
Determinar o número de Reynolds
:
logo o escoamento é turbulento.
Passo 4
Calcular o fator de atrito
pela fórmula de Swamee–Jain para escoamento turbulento em tubo rugoso (rugosidade absoluta
m):
Com
e
,
Passo 5
Calcular a perda de carga distribuída na tubulação:
Passo 6
Escolher coeficientes
típicos (tabela de perdas):
- Cotovelo de
(raio longo): cada, logo dois cotovelos . - Válvula globo completamente aberta:
.
Somatório.
Passo 7
Calcular a perda de carga localizada:
Passo 8
Somar as perdas distribuída e localizada para obter a queda de pressão total: