Uma taxa de escoamento de
ocorre em um tubo de ferro forjado de 10 cm de diâmetro. Usando o diagrama de Moody, calcule a queda de pressão em uma seção horizontal de 100 m se o tubo transporta:
Água a
Água a
Passo 1
O enunciado dá um escoamento de água a
em um tubo horizontal de ferro forjado com diâmetro interno
, vazão volumétrica
e comprimento
. Queremos a queda de pressão
. Vamos usar a equação de Darcy–Weisbach
e obter o fator de atrito pelo diagrama de Moody (ou pela correlação de Swamee-Jain).
e obter o fator de atrito
Passo 2
Calcular a velocidade média
e o número de Reynolds
. A área da seção é
logo
Para água a
, a viscosidade cinemática é aproximadamente
, então
Passo 3
Assumimos rugosidade absoluta típica para ferro forjado
, de modo que a rugosidade relativa é
No regime turbulento totalmente desenvolvido, o fator de atrito pode ser obtido pela fórmula de Swamee–Jain:
Substituindo
e
obtém-se numericamente
Passo 4
Aplicar Darcy–Weisbach para perda de carga
:
com
. Logo,
Passo 5
Converter
em queda de pressão
usando
. Para água
:
Resposta
A queda de pressão ao longo de
é aproximadamente