Calcular a queda de pressão, por metro, num tubo liso com diámetro interno de
, para o metano sob pressão atmosférica, a .500 K , escoando à vazáo de
.
Passo 1
O enunciado pede a queda de pressão por metro (
p/L) num tubo liso de diâmetro interno
, onde escoa metano à pressão atmosférica (
) e temperatura
, com vazão volumétrica
.
Conteúdo aplicado: mecânica dos fluidos, fórmula de Darcy–Weisbach e determinação do fator de atrito pela correlação de Blasius (escoamento turbulento em tubo liso).
Conteúdo aplicado: mecânica dos fluidos, fórmula de Darcy–Weisbach e determinação do fator de atrito pela correlação de Blasius (escoamento turbulento em tubo liso).
Passo 2
Calcular a densidade do metano tratado como gás ideal:
onde
é massa molar do metano e
.
Passo 3
Estimar a viscosidade dinâmica a
usando a lei de potência (viscosidade do metano a
:
):
Então a viscosidade cinemática é
Passo 4
Determinar a velocidade média
e o número de Reynolds:
Área da seção
Área da seção
Velocidade média
Número de Reynolds
Como
, o escoamento está na região de transição/turbulenta; usaremos a correlação de Blasius para tubo liso.
Passo 5
Calcular o fator de atrito de Blasius
Aplicar a equação de Darcy–Weisbach para queda de pressão por comprimento:
Substituindo valores:
Resposta
A queda de pressão é aproximadamente