Enunciado

FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa - Capítulo 8.Problemas - Ex. 3

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desse livro

Qual é a queda de pressão associada à água a 27   ° C fluindo com uma velocidade média de 0,1   m / s através de um tubo de ferro fundido de 800   m de comprimento de 0,30   m no interior

diâmetro?

Passo 1

Falaaaaaaaaaaaaaaaa Tribuxo?

Bora resolver mais uma questão!?

Então, antes de calcularmos a queda de pressão associada ao escoamento da água, precisamos saber qual tipo de escoamento nós temos.

Podemos classificar o escoamento como sendo laminar ou turbulento, e o que determina isso é o nosso amigo de sempre o número de Reynolds, quando ele é ≥ 2300 nosso escoamento é turbulento, se for ≤ 2300 será laminar. Para determinar o número de Reynolds ( R e D ) :

R e D = ρ ∙ u m ∙ D μ

Onde ρ é a massa específica, u m é a velocidade do fluxo, D é o diâmetro e μ é a viscosidade do fluído.

A partir da Tabela A.6, podemos encontrar os valores de viscosidade μ = 855 × 10 - 6   N ∙ s / m 3 e a partir do volume específico podemos calcular a massa específica.

ρ = 1 ν f

ρ = 1 1,003 × 10 - 3

ρ = 997   k g / m 3

Antes de substituirmos na fórmula do R e D , precisamos converter a viscosidade:

1   N ∙ s / m 3 = 1   k g / m ∙ s

μ = 855 × 10 - 6   k g / m ∙ s

Agora aplicando os dados na fórmula, temos:

R e D = 997 ∙ 0,1 ∙ 0,3 855 × 10 - 6

R e D = 3,50 × 10 4

Lembra do que conversamos acima, sobre quando um escoamento é linear ou turbulento?

Então, o nosso Reynolds deu maior do que 2300, isso significa que o escoamento turbulento.

Passo 2

Como tempos um escoamento turbulento, iremos calcular a queda de pressão com a equação abaixo:

Δ p = f L ρ u m 2 2 D

Para determinar a queda de pressão, primeiro precisamos determinar o fator de atrito, e para isso iremos usar a imagem abaixo:

Para determinar o fator de atrito, primeiro vamos calcular a rugosidade relativa e D , a imagem nos diz que o ferro:

e = 260   μ m = 260 × 10 - 6   m

e D = 260 × 10 6 0,3

e D = 0,000867

Olhando a imagem podemos inferir que:

f ≅ 0,026

Agora substituindo na equação para queda de pressão, temos:

Δ p = 0,026 ∙ 800 997 ∙ 0,1 2 2 ∙ 0,3

Δ p = 345,63   N / m 2

Podemos deixar nossa pressão de um jeito mais elegante (utilizando o sistema internacional de medida):

1 N m 2 = 1   P a

Temos: Δ p = 345,63   P a

Foi divertido!!!!

Bora matar mais uma!

Resposta

Δ p = 345,63   P a

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