Se requer bombear 40 litros/segundo de água de um deposito a outro 40 m mais elevado, distantes 560 m . A tubulação é de ferro fundido com rugosidade de 0,25 mm e diâmetro de 150 mm. Na tubulação existe um registro globo aberto com comprimento equivalente de 50 metros e duas junções com coeficiente de perda de carga igual a 0,4 . Determine a perda de carga localizada pelos acessórios presentes na tubulação.

Passo 1

Beleza, a questão pede para calcular só a “perda de carga localizada” dos acessórios (um registro globo e duas junções) numa tubulação que leva 40 L/s de água, diâmetro 150 mm e comprimento equivalente do registro de 50 m; as junções têm cada. O conteúdo aqui é Mecânica dos Fluidos: perda de carga dos acessórios usando coeficiente e a velocidade de escoamento. A gente vai precisar de:
  1. Converter a vazão e achar a velocidade .
  2. Calcular o número de Reynolds e achar o fator de atrito (pra usar no registro).
  3. Determinar equivalente do registro via .
  4. Somar todos os e achar a perda de carga localizada .

Passo 2

Calcular a área da seção e a velocidade:
Área A = pi,(0,15)^24 approx 0,01767;m^2 com v = QA = 0,040,01767 approx 2,26;m/s m
Vazão L/s = m³/s

Passo 3

Reynolds e fator de atrito:
Usamos Re = v,Dnu = 2,26cdot0,1510^-6 approx 339times10^3 m²/s, então
f = 0,25l[log10l(varepsilon/(3,7D) + 5,74Re^0,9r)r]^2
Como está turbulento, usamos a fórmula de Swamee–Jain para f approx 0,023 :
com mm = m ⇒ .
Calculando dá

Passo 4

Coletar os coeficientes:
  • Registro globo: comprimento equivalente Kreg = f,LeqD = 0,023;500,15 approx 7,67 m ⇒ Kjuncoes = 2times0,4 = 0,8
  • Duas junções: cada uma com Ktot = Kreg + Kjuncoes = 7,67 + 0,8 = 8,47 , então
Total dos :

Passo 5

Perda de carga localizada total:
hloc = Ktot,v^22g com g=9,81;m/s^2
Primeiro hloc = 8,47 times 0,261 approx 2,21;m m.
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Resposta

A perda de carga localizada pelos acessórios é de aproximadamente m.

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