Enunciado

Um tubo horizontal transporta fluido em escoamento turbulento completamente desenvolvido. A diferença de pressão estática medida entre duas seções é 35 kPa. A distância entre as seções é 10 m e o diâmetro do tubo é 150 mm. Calcule a tensão de cisalhamento, τw, que atua sobre as paredes.

Passo 1

Pela equação 4.18ª do livro temos que:

F x = F s x + F B x

F x = ∂ ∂ t ∫ u ρ d V + ∫ U ρ V d A

Assumindo que o escoamento é permanente, uniforme e o tubo é horizontal, temos a equação do momento em x:

p 1 π D 2 4 + τ w π D L - p 2 π D 2 4 = 0

Isolando o a tensão τ w temos:

τ w = p 2 - p 1 . D 4 . L

τ w = - ∆ p D 4 . L

Substituindo os valores:

τ w = - 35000.0,15 4.10

Portanto, a tensão de cisalhamento que atua sobre as paredes é:

τ w = - 131,25 P a

Resposta

τ w = - 131,25 P a

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