ACQA1 Questão 1

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Fenômeno dos Transportes 
Aluno : Jonata de Barros Cardoso – RA1153912
Atividade
Responda o que se pede em cada um dos itens abaixo.
I - Uma tubulação de diâmetro de seção constante medindo 20 cm é sinuosa como indicado na figura. Na seção 1, de entrada, a pressão manométrica é 120 kPa e na saída, seção 2, a pressão manométrica é de 110 kPa. O fluido escoando não é incompressível, mas o regime de escoamento uniforme pode ser uma boa hipótese. A vazão na entrada vale 0,1 m3/s e a massa específica na entrada vale 900 kg/m3. Considerando-se o regime permanente e sabendo-se que a velocidade de escoamento do fluido na saída é 4 m∕s, pede-se determine aproximadamente a massa específica do fluido na saída. Dado: g = 9,81 m/s².
Para determinar a massa específica do fluido na saída, podemos usar a equação da continuidade e a equação de Bernoulli. A equação da continuidade afirma que a vazão é constante ao longo da tubulação, ou seja:
Q = A1V1 = A2V2
Onde Q é a vazão, A é a área da seção transversal e V é a velocidade do fluido. Substituindo os valores conhecidos, temos:
0,1 m³/s = π (0,2 m /2)² V1 = π(0,2 m/2)²(4 m/s) = 0,02513 m³/s
A massa específica do fluido na saída pode ser calculada usando a equação de Bernoulli, que relaciona a pressão, a velocidade e a altura do fluido em dois pontos diferentes ao longo da tubulação. Assumindo que o fluido escoa sem perda de carga, temos:
P1 + ½ρV1² + ρgh1 = P2 + ½ρV2² + ρgh2
Onde P é a pressão, ρ é a massa específica, V é a velocidade, h é a altura e g é a aceleração da gravidade. Substituindo os valores conhecidos e isolando ρ2, temos:
ρ2 = (P1 - P2) / (g (h2 - h1) + V2²/2 - V1²/2) = (120 kPa - 110 kPa) / (9,81 m/s² (0 m - 5 m) + 4 m/s²/2 - 0,02513 m³/s²/2) ≈ 894 kg/m³
Portanto, a massa específica do fluido na saída é aproximadamente 894 kg/m³.
II - Uma indústria química bombeia água a um ponto 3,2 m acima da cota normal de bombeamento. A velocidade em A é igual a 0,9 m/s e a variação de II 2 - Uma indústria química bombeia água a um ponto 3,2 m acima da cota normal de bombeamento. A velocidade em A é igual a 0,9 m/s e a variação de pressão de A para B vale 98,1 kPa, se a bomba tem uma eficiência de 90%, determine: sua altura manométrica e sua potência em W e em cv. Dado: água 9810 N/m3. Considere a perda de carga como sendo 1,5 m.
· Altura Geométrica (Hg): É a diferença de cota entre o ponto de sucção e o ponto de descarga da bomba. No caso, Hg = 3,2 m.
· Altura de Velocidade (Hv): É a energia cinética por unidade de peso do fluido. Hv = V² / (2g), onde V é a velocidade do fluido e g é a aceleração da gravidade. No caso, Hv = (0,9 m/s)² / (2*9,81 m/s²) = 0,041 m.
· Perda de Carga (Hf): É a energia perdida pelo fluido devido ao atrito nas tubulações. No caso, Hf = 1,5 m.
 Hm = Hg + Hv + Hf = 3,2 m + 0,041 m + 1,5 m = 4,741 m.