7.5 Um tubo de água horizontal com diâmetro de 6 cm se expande gradualmente até um tubo de 9 cm de diâmetro. As paredes da seção de expansão têm ângulo de
em relação ao eixo. A velocidade média na entrada é de
. Determine a perda de carga e a velocidade na saída da seção de expansão.
Expansão:
para
para
para
Passo 1
O enunciado descreve um tubo horizontal que se alarga de diâmetro
até
. A velocidade média na entrada é
e as paredes formam
com o eixo. Para resolver, vamos usar:
– Equação da continuidade ( ).
– Fórmula de perda de carga localizada
– Equação da continuidade (
– Fórmula de perda de carga localizada
onde para
temos
e
.
Passo 2
Calculamos as áreas das seções:
Pela continuidade,
Passo 3
Agora a perda de carga localizada é
Resposta
Velocidade na saída:
Perda de carga localizada:
Perda de carga localizada: