É necessírio calcular a perda de carga para uma tubulação destinada a levar água do rio Araguari até o conjunto de tanques para a criação de peixes (piscicultura). De posse das informações do quadro abaixo calcule a perda de carga contínua (hf) utilizando:
a) Equação Universal;
Dados:
Liquido
água à 20 graus C
Comprimento da tubulação
Material: Tubo de PVC (liso)
ke
Diâmetro externo
Espessura da parede
Velocidade da água
a) Equação Universal;
Dados:
Liquido
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Comprimento da tubulação
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Diâmetro externo
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Espessura da parede
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Velocidade da água
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Passo 1
Beleza, o enunciado pede pra gente calcular a perda de carga contínua
numa tubulação de PVC levando água do rio até tanques de piscicultura, usando a Equação Universal (ou Colebrook-White). Isso faz parte de hidráulica de condutos, onde precisamos:
- Dimensões do tubo (diâmetro interno, comprimento)
- Velocidade do fluido
- Propriedades da água (viscosidade cinemática)
- Rugosidade do material
E, claro, usar a fórmula de Darcy–Weisbach e a equação universal pra achar o fator de atrito.
Passo 2
Primeiro, vamos achar o diâmetro interno, o número de Reynolds e a rugosidade relativa:
- Diâmetro interno
:
diâmetro externo = 56 mm, espessura = 2 mm → - Viscosidade cinemática da água a 20 °C:
- Número de Reynolds:
- Rugosidade absoluta
, logo
Passo 3
Agora a gente usa a Equação Universal pra achar o fator de atrito
:
Como é implícita em
, fazemos iterações:
1ª iteração (chute ):
1ª iteração (chute
2ª iteração (usar
):
Pronto,
.
Passo 4
Com
definido, aplica-se Darcy–Weisbach:
Plugando:
Resposta
A perda de carga contínua é aproximadamente