Um tanque fechado é mantido parcialmente cheio de óleo (densidade
) e tem uma pressão de 10 psig no espaço cheio de gás acima do nível do óleo. Se o óleo está sendo descarregado através de uma mangueira, à vazão de
, estimar a pressáo no bocal que está a 10 ft abaixo do nível do óleo e tem uma abertura de 1 in de diâmetro interno. Admitir uma perda por atrito total na linha da ordem de
.
Passo 1
Resumo do enunciado: temos um tanque fechado contendo óleo com peso específico
. O espaço de gás acima do óleo está a
. O óleo escoa por uma mangueira até um bocal de diâmetro interno de
, localizado
abaixo da superfície do óleo, com vazão
. As perdas por atrito total equivalem a
, ou seja,
de carga. Queremos a pressão no bocal (
), em psig.
O conteúdo da matéria é aplicação da equação de Bernoulli entre a superfície livre e o bocal, incluindo perdas e a variação de elevação.
Passo 2
Calcular a velocidade no bocal a partir da vazão e da seção do orifício. Primeiro convertemos
O diâmetro do bocal é
Logo,
Passo 3
Expressar a pressão do gás no topo em termos de carga (head):
Passo 4
Aplicar Bernoulli entre ponto 1 (superfície livre,
,
) e ponto 2 (no bocal,
,
é o que queremos,
), incluindo perda
. Usando forma em carga de líquido:
Substituindo:
Passo 5
Converter a carga
de volta para pressão em psi:
Resposta
A pressão no bocal, em relação à atmosfera, é aproximadamente
.