Um sistema de alimentação de água por gravidade é utilizado para alimentar um equipamento de troca de calor.
Para alimentar o trocador, é necessária uma pressão de água na entrada de, no mínimo 30 psig. Qual deve ser a altura mínima necessária (h) de água acima do equipamento?

Passo 1

O enunciado pede a altura mínima h de uma coluna de água que gere, por gravidade, uma pressão de pelo menos 30 psig na entrada do trocador. O conteúdo aqui é estática dos fluidos: sabemos que a pressão exercida por uma coluna de fluido de densidade \rho e altura h é dada por
p = \rho\,g\,h
onde g é a aceleração da gravidade.

Passo 2

Primeiro, convertemos a pressão exigida de 30 psig para unidades do Sistema Internacional.
1 psi =6894,76 Pa, logo
30~\text{psig} = 30 \times 6894{,}76~\text{Pa} = 206\,843~\text{Pa}.

Passo 3

Adotamos para a água \rho = 1000~\text{kg/m}^3 e g = 9{,}81~\text{m/s}^2. Da fórmula
p = \rho\,g\,h
isolamos h:
h = \frac{p}{\rho\,g}.

Passo 4

Substituindo os valores:
h = \frac{206\,843}{1000 \times 9{,}81} \approx 21{,}09~\text{m}.

Resposta

A altura mínima necessária é aproximadamente 21{,}1\;\text{m}.

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