Um orifício circular de 20 cm de diâmetro descarrega água livremente para a atmosfera. Determine a vazão quando o nível d’água no reservatório está 2,5 m acima do centro do orifício.

Passo 1

O enunciado dá um orifício circular de diâmetro d = 0,20;m e o nível d’água a uma altura h = 2,5;m acima do centro do orifício, descarregando livremente para a atmosfera.
O conteúdo aplicado aqui é o Teorema de Torricelli para orifício livre, que diz que a velocidade de saída é
v = raiz2,g,h
e, em seguida, a vazão volumétrica é
Q = Cd,A,v
Como o enunciado não fornece coeficiente de descarga Cd, vamos assumir inicialmente o caso ideal com Cd = 1.

Passo 2

Calcular a área da seção do orifício:
A ;=;pi,d^24 ;=;pi,(0,20)^24 ;=;0,0314;m^2

Passo 3

Calcular a velocidade de saída pela fórmula de Torricelli:
v ;=;raiz2,g,h ;=;raiz2cdot9,81;m/s^2cdot2,5;m ;=;7,00;m/s

Passo 4

Calcular a vazão assumindo Cd=1:
Q = A,v =0,0314;m^2times7,00;m/s =0,220;m^3/s

Resposta

A vazão é aproximadamente
boxedQ = 0,22;m^3/s

Exercícios relacionados