Na instalação, existem dois tanques de grandes dimensões e a vazão de água na turbina (M) é de
. O manômetro na seção (2) indica 200 kPa e o da seção (3) 400 kPa . A perda de carga distribuída (maior) entre as seções (3) e (4) é
1 m e entre as seções (1)
(2) é de
, também.
Determine:
A pressão do Ar em (4) em MPa
Obs: Desconsidere as perdas menores
Determine:
A pressão do Ar em (4) em MPa
Obs: Desconsidere as perdas menores
Passo 1
Então, o exercício fala de dois tanques grandes ligados por uma tubulação com uma turbina no meio. A vazão na turbina é M=0,016 m³/s. Mediram com manômetro 200 kPa na seção (2) e 400 kPa na seção (3). Tem perda de carga distribuída de 1 m entre (1)–(2) e igual entre (3)–(4). Queremos achar a pressão do ar no tanque 2, ou seja, em (4), em MPa.
Conteúdo: equação de Bernoulli com perdas de carga. Precisamos aplicar Bernoulli entre (3) e (4), sabendo que o tanque é grande (v ≃ 0) e a tubulação é praticamente horizontal (Δz ≃ 0), desprezando velocidades.
Conteúdo: equação de Bernoulli com perdas de carga. Precisamos aplicar Bernoulli entre (3) e (4), sabendo que o tanque é grande (v ≃ 0) e a tubulação é praticamente horizontal (Δz ≃ 0), desprezando velocidades.
Passo 2
Teoria rápida:
Para escoamento permanente ao longo de uma mesma linha de corrente, incluindo perdas:
Para escoamento permanente ao longo de uma mesma linha de corrente, incluindo perdas:
Como o tanque 2 é grande,
. A tubulação entre 3 e 4 é horizontal, então
. E assumimos
pequeno ou desprezível em relação às outras energias. Resta:
Passo 3
Isolando
:
Passo 4
Substituindo valores (
,
,
,
):
[
p_4
400,000;\mathrm{Pa}
;-;
1000\cdot9{,}81\cdot1
;=;
400,000
;-;
9,810
;=;
390,190;\mathrm{Pa}.
]
;-;
1000\cdot9{,}81\cdot1
;=;
400,000
;-;
9,810
;=;
390,190;\mathrm{Pa}.
]