Um fluido escoa ao longo de um tubo liso ehorizontal (
e
) a velocidade de
. Calcule a perda de carga e a queda de pressão no escoamento se fluido for:
(c) mercúrio
(c) mercúrio
Passo 1
O enunciado descreve um escoamento de um fluido (neste caso mercúrio) em um tubo liso e horizontal com comprimento
e diâmetro
. A velocidade do escoamento é
. Precisamos calcular a perda de carga
usando a fórmula de Darcy–Weisbach e, em seguida, a queda de pressão
associada.
Passo 2
Primeiro, determinamos o número de Reynolds para saber se o escoamento é laminar ou turbulento. Usamos
onde para o mercúrio tomamos
e
. Substituindo:
Esse valor indica escoamento turbulento em tubo suave.
Passo 3
Para um tubo liso em regime turbulento moderado, podemos usar a equação de Blasius para o fator de atrito
:
Logo,
Passo 4
Agora calculamos a perda de carga
pela fórmula de Darcy–Weisbach:
sendo
. Como
, temos
Passo 5
A queda de pressão
decorre de
Substituindo
,
e
:
Resposta
A perda de carga é aproximadamente
de coluna de fluido, e a queda de pressão é cerca de
.