Um tubo de aço laminado novo é utilizado para transportar ar (velocidade
=80 \mathrm{~m} /
\mathrm{s}) ) nas condições padrões ( \mathrm{T}=15^{\circ} \mathrm{C}) ). O tubo tem diâmetro de 6 mm . Utilizando os conceitos de fator de atrito, determine: a) a perda de pressão e perdas de carga num trecho de 6 m considerando o escoamento como laminar; b) perda de pressão e perdas de carga considerando agora o escoamento como turbulento; C) Em relação à letra
, se para o sistema de transporte fosse usado um tubo de aço galvanizado as perdas de pressão e de carga seriam maiores ou menores.
=80 \mathrm{~m} /
\mathrm{s}) ) nas condições padrões ( \mathrm{T}=15^{\circ} \mathrm{C}) ). O tubo tem diâmetro de 6 mm . Utilizando os conceitos de fator de atrito, determine: a) a perda de pressão e perdas de carga num trecho de 6 m considerando o escoamento como laminar; b) perda de pressão e perdas de carga considerando agora o escoamento como turbulento; C) Em relação à letra
Passo 1
O enunciado dá um tubo de aço laminado novo que transporta ar a
com velocidade
. O diâmetro interno do tubo é
e o comprimento considerado é
. Vamos precisar de:
– Densidade do ar a :
.
– Viscosidade dinâmica do ar a :
.
– Definição do número de Reynolds
– Densidade do ar a
– Viscosidade dinâmica do ar a
– Definição do número de Reynolds
– Fórmula da perda de carga por atrito num trecho retilíneo
– Conversão para altura de carga
Passo 2
Calcular o número de Reynolds para o escoamento no tubo:
Como
, o escoamento é realmente turbulento. Mesmo assim, na letra (a) assumimos o regime laminar.
Passo 3
(a) Em escoamento laminar usa-se
Logo, a perda de pressão no trecho de
é
e a perda de carga equivalente é
Passo 4
(b) Em escoamento turbulento com tubo novo de aço laminado, a rugosidade típica é
, logo
Usamos a equação de Colebrook–White
resolvendo numericamente obtém-se
Daí
Passo 5
(c) Se o tubo fosse de aço galvanizado, a rugosidade aumentaria (por exemplo
), o que eleva
e, pela Colebrook, aumenta
. Assim, tanto a perda de pressão
quanto a perda de carga
seriam maiores do que no caso do tubo laminado novo.
Resposta
a)
,
.
b) ,
.
c) No tubo galvanizado as perdas de pressão e de carga seriam maiores.
b)
c) No tubo galvanizado as perdas de pressão e de carga seriam maiores.