Numa tubulação horizontal escoa água através com uma vazão de
diâmetro da tubulação é igual a 150 mm . 0 fator de atrito da tubulação é igual a 0,0149 . Considere que para a temperatura de
a água tem uma massa específica igual a
e viscosidade dinâmica igual a
Pa.s. Para um comprimento de tubulação de 10 metros determinar a variação de pressão na tubulação e a tensão de cisalhamento na parede.
Passo 1
Beleza, vamos resumir o que o exercício pede: temos água escoando num tubo horizontal com vazão
, diâmetro
, fator de atrito
, comprimento
. A água a
tem densidade
e viscosidade dinâmica
.
Conteúdo: mecânica dos fluidos – perda de carga por atrito (fórmula de Darcy–Weisbach) e tensão de cisalhamento na parede.
Vamos precisar de:
Conteúdo: mecânica dos fluidos – perda de carga por atrito (fórmula de Darcy–Weisbach) e tensão de cisalhamento na parede.
Vamos precisar de:
- Cálculo da velocidade média
a partir de e da área . - Fórmula de Darcy–Weisbach
. - Relação entre fator de atrito e tensão de cisalhamento na parede
.
Passo 2
Primeiro, área e velocidade:
Passo 3
Agora, dá uma conferida no regime de escoamento (só pra gente saber se faz sentido usar o
dado):
Ou seja, escoamento bem turbulento, mas como
já tá dado, a gente usa direto.
Passo 4
Perda de carga (variação de pressão) pela Darcy–Weisbach:
Substituindo:
Passo 5
Tensão de cisalhamento na parede:
Colocando número:
Resposta
Variação de pressão ao longo dos 10 m:
.
Tensão de cisalhamento na parede: .
Tensão de cisalhamento na parede: