Enunciado

FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Frank White - Mecânica dos Fluidos - Capítulo 6.Problemas - Ex. 85

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desse livro

Repita o Problema 6.26 usando água a 20°C como fluido. É um pouco mais trabalhoso que o problema original, mas os conceitos básicos são exatamente os mesmos. Outra vez, despreze as perdas localizadas.

Passo 1

E lá vamos nós novamente!

Da uma olhadela no Prob. 6.26 pra gente ficar alinhado e manjar dessa questão!

Para a água temos ρ = 998   k g / m 3 e μ = 0,001   k g / ( m ⋅ s ) .

Bora usar o mesmo raciocínio da questão referida. Se tivermos um escoamento laminar, teremos uma proporcionalidade entre Q e D, sendo:

Q 2 Q 1 = 2 ≈ D 2 D 1 19 7

Assim,

D 2 = 5   c m 2,0 7 19 = 0,0645

Logo, já temos a resposta para a letra (a).

Passo 2

Bora descobrir a vazão no tubo 2, como pedido em (c), assim, como na questão referida, nossa equação de energia será dada por:

Δ z = 7 m = h f = f 2 L D 2 V 2 2 2 g = f 1 L D 1 V 1 2 2 g

Em termos de vazão:

7 m = 8 f L Q 2 2 π g D 2 5 = 8 f L Q 1 2 π g D 1 5

Utilizando métodos iterativos em algum software, teremos que:

f 1 = 0,01391 → D 1 = 0,05   m → Q 1 = 0,01454   m 3 / s

f 2 = 0,01285 → D 2 = 0,06495   m → Q 2 = 0,02908 m 3 s = 2 Q 1

Passo 3

Encontramos também com essa brincadeira o número de Reynolds, sendo:

R e 1 = 370000

R e 2 = 569000

Mostrando um escoamento turbulento no fundo!

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