Uma queda de pressão de 200 kPa não deve ser excedida em um tubo horizontal de 4 cm de diâmetro e 100 m de comprimento. Estime a vazão máxima se água a
é transportada e o tubo for de:
(a) Ferro fundido
(a) Ferro fundido
Passo 1
O enunciado pede estimar a vazão máxima permitida para que a queda de pressão em um tubo horizontal de comprimento
m e diâmetro
m não exceda
kPa, transportando água a
C. Vamos usar a equação de Darcy–Weisbach para perda de carga por atrito, calcular o fator de atrito
via fórmula de Swamee–Jain e, em seguida, obter a vazão
.
Passo 2
Converter a queda de pressão em altura de coluna de água
pela relação
onde
,kg/
e
,m/
.
Passo 3
Substituindo os valores,
Passo 4
A equação de Darcy–Weisbach dá
Passo 5
Para tubo de ferro fundido usamos rugosidade
mm e a fórmula de Swamee–Jain:
com
Passo 6
Fazendo iterações (ex.: chute inicial
), obtém-se convergência em
,
e
Passo 7
A vazão é
Resposta
A vazão máxima estimada é
(aproximadamente
).