Um líquido com densidade igual a
viscosidade igual a
.s escoa em uma tubulação horizontal a uma velocidade igual a
. O diâmetro interno da tubulação de aço comercial é igual a 0,04089 m. Considerando uma tubulação com comprimento igual a 61 m , determine:
b) A perda de carga considerando uma tubulação sanitária.
.
b) A perda de carga considerando uma tubulação sanitária.
Passo 1
Então, vamos lá! A gente tem um problema de perda de carga em uma tubulação sanitária. Isso é parte da área de mecânica dos fluidos, mais especificamente sobre escoamento de fluidos em tubulações. Para resolver isso, vamos precisar usar a equação de Darcy-Weisbach, que nos ajuda a calcular a perda de energia devido ao atrito do fluido com as paredes da tubulação.
Passo 2
Primeiro, vamos listar os dados que temos:
- Densidade do líquido,
- Viscosidade,
- Velocidade do fluxo,
- Diâmetro da tubulação,
- Comprimento da tubulação,
Passo 3
A perda de carga (
) pode ser calculada usando a equação de Darcy-Weisbach:
Onde:
-
é o fator de atrito -
é a aceleração da gravidade ( )
Passo 4
Para encontrar o fator de atrito (
), precisamos primeiro calcular o número de Reynolds (
) para saber se o fluxo é laminar ou turbulento:
Substituindo os valores:
Como
, o fluxo é turbulento.
Passo 5
Em fluxos turbulentos, uma boa estimativa para o fator de atrito
é dada pela equação de Blasius para tubos lisos:
Substituindo
:
Passo 6
Agora, vamos calcular a perda de carga
usando a equação de Darcy-Weisbach:
Primeiro, calculamos cada parte:
Agora, multiplicando tudo:
Passo 7
Para converter a perda de carga em energia por unidade de massa (
), usamos:
Substituindo os valores:
Resposta
A perda de carga considerada na tubulação sanitária é aproximadamente
.