Enunciado

Suppose that the U-tube of Fig. P2.151 is rotated about axis

DC. If the fl uid is water at 1228F and atmospheric pressure is 2116 lbf/ft2 absolute, at what rotation rate will the fluid within

the tube begin to vaporize? At what point will this occur?

Passo 1

Saaaalve, tranquilo? Vamos lá resolver mais uma questão juntos?! 😊

Os dados são os seguintes:

O fluido no tubo é água

O tubo em U é aberto em A e fechado em D

Pressão atmosférica: P a t m = 2116   l b f / f t 2

Temperatura da água: T = 122 ° F

Passo 2

Consideramos a rotação rígida do corpo e não há derramamento de água. A partir de propriedades de líquidos densidade de mesa e pressão de vapor de água em T = 122   ∘ F são

ρ = 1.917  slug  / f t 3 P v = 258  psf 

O fluido no tubo começa a vaporizar quando a pressão do líquido é derrubada abaixo da pressão de vapor, bolhas de vapor começam a aparecer no líquido.

O tanque está girando em torno do eixo D C . Resulta que a superfície livre atingirá um ponto abaixo do ponto D . Então a possibilidade máxima do fluido dentro do tubo começar a vaporizar é no ponto D

Então

P D = P v = P atm  - ρ g h á gua   258 = 2116 - 1.917 × 32.2 × h á gua   h á gua   = 30.1 f t

Passo 3

Agora, colocando esses dados de altura da água em equação

h á gua   = Ω 2 r 2 2 g 30.1 = Ω 2 × ( 1 ) 2 2 × 32.2 Ω = 44.027 r a d s Ω = 2 π N 60 Ω = 44.027 × 60 2 π Ω = 420.426 r e v m i n

Portanto, o fluido dentro do tubo começa a vaporizar quando a taxa de rotação está em 420 r e v .

Resposta

Ω = 420.426 r e v m i n

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