EXERCÍCIO 3.17: Determinar a perda de pressão em uma tubulação de 200 m e um diâmetro de
, por onde escoam
de ar livre por minuto, à pressão de 7 atm manométricas e temperatura de
. Dados:
Passo 1
O enunciado diz que temos ar escoando por uma tubulação de comprimento
e diâmetro
. O escoamento é de
de ar livre por minuto, na condição interna de pressão manométrica de
e temperatura de
. Vamos usar:
. Conversão do vazão volumétrica medida em “ar livre” para a vazão no conduto usando o gás ideal.
. Cálculo da velocidade média
.
. Cálculo da densidade
no tubo e do número de Reynolds
.
. Estimativa do fator de atrito
(Blasius).
. Equação de Darcy–Weisbach para perda de carga
.
Passo 2
Primeiro convertemos a vazão volumétrica medida em pressão atmosférica para a vazão na tubulação de pressão absoluta
. Como a temperatura de referência (ar livre) e do tubo é a mesma (
), temos
Convertendo para
:
Passo 3
A área da secção é
A velocidade média é
Passo 4
A densidade do ar no tubo, usando gás ideal
, com
e
, é
A viscosidade dinâmica do ar a
vale aproximadamente
. Então o número de Reynolds é
logo escoamento turbulento.
Passo 5
Para
e tubo liso, usamos a correlação de Blasius
Passo 6
Por Darcy–Weisbach, a perda de carga é
Calculando:
,
.
Logo
Logo
Resposta
A perda de pressão na tubulação é aproximadamente
.