Ocorre uma contração numa tubulação de 10 cm de diâmetro para 6 cm , seguida por um alargamento para 10 cm . A pressão a montante é medida como 200 kPa quando a cavitação é observada na água a
. Calcule a vazão. Despreze perdas. Use
.
Passo 1
O enunciado diz que um tubo de diâmetro 10 cm se contrai para 6 cm e depois alarga de novo para 10 cm. A montante (seção 1) a pressão é 200 kPa quando aparece cavitação na garganta (seção 2) em água a 20 °C. A gente deve achar a vazão, desprezando perdas e sabendo que a pressão de vapor da água a 20 °C é aproximadamente 2,3 kPa e sua densidade cerca de 1000 kg/m³.
Conteúdo usado:
Conteúdo usado:
- Equação de continuidade (conservação de massa)
- Equação de Bernoulli (entre seções 1 e 2)
Passo 2
Pela continuidade:
Logo
Passo 3
Agora aplicamos Bernoulli entre a seção 1 (montante) e a seção 2 (garganta), onde a pressão cai até o valor de vapor e começa a cavitar:
com
e
Reorganizando:
Passo 4
Substituindo
:
Então
Passo 5
Basta achar a vazão: