Enunciado

Em uma usina hidrelétrica, a água entra nos bocais da turbina a 700   k P a absoluta com baixa velocidade. Se as saídas do bocal são expostas à pressão atmosférica de 100   k P a , determine a velocidade máxima com a qual a água poder ser acelerada pelos bocais de atingir as lâminas da turbina.

Passo 1

Fala aí galera, vamos para mais uma questão de Mecânica dos Fluidos. Primeiramente, vamos tomar os pontos 1 e 2 na entrada e saída do bico, respectivamente. Temos:

Passo 2

Com isso, podemos observar que V 1 ≅ 0 e z 1 = z 2 , e assim, podemos aplicar a equação de Bernoulli entre esses dois pontos, temos:

P 1 ρ g + V 1 2 2 g + z 1 = P 2 ρ g + V 2 2 2 g + z 2 V 2 = 2 P 2 - P 1 ρ

Passo 3

Por fim, basta substituirmos os valores fornecidos para encontrarmos a velocidade de saída do bico. Fica assim:

V 2 = 2 P 2 - P 1 ρ V 2 = 2 700 - 100 × 1000 P a 1000   k g / m 3 V 2 = 34,6   m / s

Resposta

V 2 = 34,6   m / s

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