A água de uma casa provém de uma fonte situada a 600 ft de altura e conduzida por um cano de bronze, série 40 , de 1 in , com 650 ft de comprimento. O cano tem três joelhos de
e uma válcula de gaveta, descarregando num tanque aberto. Qual será a vazão da água, a
?
Passo 1
O enunciado diz que temos uma fonte a uma altura de
ft, ligada a um cano de bronze série
, nominal de
in, comprimento
ft, com três joelhos de
e uma válvula gaveta, descarregando num tanque aberto.
Conteúdo: escoamento em regime permanente, incompressível, usando a equação de Darcy–Weisbach para perda de carga em tubulações com perdas localizadas.
Conteúdo: escoamento em regime permanente, incompressível, usando a equação de Darcy–Weisbach para perda de carga em tubulações com perdas localizadas.
Passo 2
Determinar o diâmetro interno e a área da seção:
Pelo catálogo, o diâmetro interno do tubo schedule , nominal de
in, é
Pelo catálogo, o diâmetro interno do tubo schedule
A área da seção é
Passo 3
Listar perdas localizadas: cada joelho de
tem
e a válvula gaveta completamente aberta tem
.
Passo 4
A perda de carga total, em pés de coluna de água, é
Como
ft,
ft,
,ft/s
, obtém-se
Passo 5
Calcular a viscosidade cinemática da água a
:
Estimativa de rugosidade absoluta para bronze:
Passo 6
Usar a aproximação de Swamee–Jain para fator de atrito
:
em que
. Fazendo uma iteração rápida (pressupondo
ft/s e refinando), chega-se a
Passo 7
Substituir
de volta na equação de perda de carga para resolver
:
Então a vazão volumétrica é
Convertendo para galões por minuto (
gpm):
Resposta
A vazão da água é aproximadamente
gpm.