Uma tubulação está sendo usada para escoamento da água (1 bar, 298 K ) numa tubulação de 2" schedule 80 de aço sendo o Re=2100
a) Qual é a velocidade, vazão volumétrica e taxa de massa da água na tubulação?
b) Deseja -se usar a tubulação para escoar um outro fluido (R134a,
e 5 bar) mantendo o mesmo número de Reynolds, quais os valores da velocidade, vazão volumétrica e taxa de massa para o R134a
c) Selecione qual deve ser o diâmetro da tubulação caso para que o escoamento do R134a (
e 5 bar ) seja no mesmo valor de Re e mesma velocidade empregada no item a
a) Qual é a velocidade, vazão volumétrica e taxa de massa da água na tubulação?
b) Deseja -se usar a tubulação para escoar um outro fluido (R134a,
c) Selecione qual deve ser o diâmetro da tubulação caso para que o escoamento do R134a (
Passo 1
O enunciado descreve escoamento em uma tubulação de aço NPS 2″ schedule 80 com número de Reynolds dado
. No item (a) vamos calcular a velocidade média
, a vazão volumétrica
e a vazão mássica
da água
,
. No item (b) repetimos esses cálculos para R134a líquido comprimido
,
, mantendo o mesmo
e o mesmo diâmetro da tubulação. No item (c) escolhemos o diâmetro interno necessário para que, com R134a nas mesmas condições de (b), o escoamento tenha o mesmo
e a mesma velocidade obtida em (a). Usaremos a definição
a área transversal
e
.
Passo 2
Para água a
usamos
,
.
Em NPS 2″ schedule 80 o diâmetro externo é e a espessura de parede é
, logo
Em NPS 2″ schedule 80 o diâmetro externo é
Da definição de
vem
A área é
então
Passo 3
Para R134a líquido comprimido em
,
adotamos valores de tabela aproximados:
,
.
Mantendo e
,
Mantendo
Passo 4
Para ter em R134a o mesmo
e a mesma velocidade da água
, invertemos a definição de
:
Ou seja, diâmetro interno de aproximadamente
, correspondente a um tubo de cerca de
" nominal.
Resposta
(a)
,
,
.
(b) ,
,
.
(c) (tubo de ~1/4″).
(b)
(c)