Uma queda de pressão de 500 kPa não deve ser excedida em um tubo de ferro fundido horizontal de 200 m de comprimento e 10 cm de diâmetro. Calcule a vazão máxima se o fluido for:
(d) Querosene a
(d) Querosene a
Passo 1
O enunciado dá um tubo horizontal de ferro fundido com comprimento
m e diâmetro interno
m, em que a queda de pressão por atrito não deve exceder
kPa. Pede-se a vazão volumétrica máxima quando o fluido é querosene a
. Vamos usar o método de Darcy–Weisbach junto com a fórmula de Swamee–Jain para o fator de atrito em escoamento turbulento.
Passo 2
A equação de Darcy–Weisbach é
onde
é o fator de atrito de Darcy e
a velocidade média. Isolando
, temos
Passo 3
Propriedades do querosene a
:
,kg/
,
,P
viscosidade cinemática
Rugosidade típica de ferro fundido:
m.
Para escoamento turbulento, usamos a aproximação de Swamee–Jain:
Para escoamento turbulento, usamos a aproximação de Swamee–Jain:
Passo 4
Iteramos para achar
e
:
- Chute inicial
. - Calcule
- Atualize
pela fórmula de Swamee–Jain até convergência.
Em duas iterações chega-se a
Passo 5
A vazão volumétrica é
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Resposta
A vazão máxima é