Em uma instalação de ar-condicionado, uma vazão de
é desejada. A tubulação empregada é feita por chapas
com diâmetro de
. Considere um comprimento de 30 m , a massa específica do ar igual a
e a viscosidade absoluta seja
. Determine: (a) o número de Reynolds, (b) o fator de atrito e (c) a perda de carga.
Passo 1
O enunciado dá vazão volumétrica
, diâmetro interno
, rugosidade relativa
, comprimento
, densidade
e viscosidade
.
Vamos precisar de três conteúdos:
Vamos precisar de três conteúdos:
- Conversão de vazão para velocidade e cálculo do número de Reynolds
. - Uso da equação de Colebrook para obter o fator de atrito
em escoamento turbulento em tubo rugoso. - Cálculo da perda de carga (head loss) via a fórmula de Darcy–Weisbach.
Passo 2
Primeiro convertemos
para
e calculamos a velocidade média
.
A área da seção é
logo
O número de Reynolds fica
Passo 3
Para um escoamento turbulento em tubo rugoso usamos a equação implícita de Colebrook:
Substituindo
e
e resolvendo iterativamente, encontra-se
Passo 4
A perda de carga (em metros de coluna de fluido) segundo Darcy–Weisbach é
tomando
. Assim,
Em termos de queda de pressão
,
Resposta
(a)
.
(b) .
(c) perda de carga (ou
).
(b)
(c) perda de carga