Formule um problema que envolva o cálculo de perda de carga distribuída utilizando a Fórmula Universal e resolva.

Passo 1

Resumo do enunciado: a gente vai criar um probleminha de perda de carga distribuída usando a Fórmula Universal de Darcy–Weisbach.
Conteúdo da matéria: mecânica dos fluidos – cálculo de queda de carga em escoamento interno.
O que precisamos:
  • Fórmula Universal (Darcy–Weisbach): hf = f,LD,V^22g
  • Número de Reynolds para identificar o regime: Re = V,Dnu
  • Expressão de Blasius (escoamento turbulento em tubos lisos): f = 0,3164,Re^-0.25
  • Dados do fluido (água a 20 °C): cinemática , gravidade .

Passo 2

Formulação do problema e dados:
“Água a 20 °C escoa, com vazão volumétrica , em um tubo liso, horizontal, de comprimento e diâmetro interno . Calcular a perda de carga distribuída .”

Passo 3

Cálculo da área da seção transversal e da velocidade média:
A = pi D^24 = pi,(0,05)^24 = 1,9635times10^-3,m^2
V = QA = 1,0times10^-31,9635times10^-3 = 0,509,m/s

Passo 4

Cálculo do número de Reynolds e do fator de atrito (Blasius):
Re = V,Dnu = 0,509 times 0,051times10^-6 = 25,450
Re > 4 000 → escoamento turbulento.
f = 0,3164,Re^-0.25 = 0,3164,(25,450)^-0.25 approx 0,02505

Passo 5

Aplicação da Fórmula Universal (Darcy–Weisbach) para perda de carga:
hf = f,LD,V^22g = 0,02505 ;times;1000,05;times;(0,509)^22cdot9,81
Primeiro,
LD = 1000,05 = 2,000, V^22g = 0,509^22cdot9,81 approx 0,01321
Então,
hf = 0,02505 times 2,000 times 0,01321 approx 0,66,m

Resposta

A perda de carga distribuída no tubo é aproximadamente
boxedhf approx 0,66;m

Exercícios relacionados