Mecânica de Fluídos e Hidráulica

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Mecânica de Fluídos e Hidráulica
Realizando os cálculos  de vazão para as mangueiras de diferentes bitolas, primeiro calculei a área da seção transversal de cada uma das mangueiras usando a fórmula para a área de um círculo:
𝐴=𝜋×(𝐷2)2A=π×(2D​)2
Onde:
· 𝐴A é a área da seção transversal da mangueira (em 𝑚2m2)
· 𝐷D é o diâmetro da mangueira (em 𝑚m)
Depois de calcular a área, podemos determinar a vazão usando a equação 𝑄=𝐴×𝑉Q=A×V, onde 𝑄Q é a vazão em 𝑚3/𝑠m3/s, e 𝑉V é a velocidade do escoamento (que pode ser considerada constante para cada mangueira).
Por fim, para determinei o tempo necessário para encher um balde de 30 litros (ou 0,03 𝑚30,03m3), usaremos a equação 𝑇=𝑉𝑄×0,001T=QV​×0,001, onde 𝑇T é o tempo em segundos.
 Com a mangueira de 3/4 de bitola:
1. Mangueira de 3/4 de Bitola:
· Diâmetro (D): 3/4 de polegada = 0,01905 𝑚0,01905m
· Área (A): 𝐴=𝜋×(0,019052)2A=π×(20,01905​)2
· Vazão (Q): 𝑄=𝐴×𝑉Q=A×V
· Tempo (T): 𝑇=0,03𝑄×0,001T=Q0,03​×0,001
2. Mangueira de Bitola 1/2 Polegada:
· Diâmetro (D): 1/2 de polegada = 0,0127 𝑚0,0127m
· Área (A): 𝐴=𝜋×(0,01272)2A=π×(20,0127​)2
· Vazão (Q): 𝑄=𝐴×𝑉Q=A×V
· Tempo (T): 𝑇=0,03𝑄×0,001T=Q0,03​×0,001
Vou calcular os valores para cada uma das mangueiras.
Calculando os valores para cada uma das mangueiras:
1. Mangueira de 3/4 de Bitola:
· Diâmetro (D): 0,01905 𝑚0,01905m
· Área (A): 𝐴=𝜋×(0,019052)2=𝜋×(0,0095252)2=0,000071429 𝑚2A=π×(20,01905​)2=π×(20,009525​)2=0,000071429m2
Agora, para determinar a vazão, precisamos definir uma velocidade de escoamento.  Supondo que a velocidade seja constante e igual a 1 𝑚/𝑠1m/s, então:
· Vazão (Q): 𝑄=𝐴×𝑉=0,000071429 𝑚2×1 𝑚/𝑠=0,000071429 𝑚3/𝑠Q=A×V=0,000071429m2×1m/s=0,000071429m3/s
Para determinar o tempo necessário para encher um balde de 30 litros:
· Tempo (T): 𝑇=0,03𝑄×0,001=0,030,000071429×0,001≈420,001 𝑠T=Q0,03​×0,001=0,0000714290,03​×0,001≈420,001s
Portanto, o tempo aproximado para encher o balde com a mangueira de 3/4 de bitola é de aproximadamente 420,001420,001 segundos.
2. Mangueira de Bitola 1/2 Polegada:
· Diâmetro (D): 0,0127 𝑚0,0127m
· Área (A): 𝐴=𝜋×(0,01272)2=𝜋×(0,006352)2=0,000031671 𝑚2A=π×(20,0127​)2=π×(20,00635​)2=0,000031671m2
Novamente, supondo uma velocidade de escoamento constante de 1 𝑚/𝑠1m/s, temos:
· Vazão (Q): 𝑄=𝐴×𝑉=0,000031671 𝑚2×1 𝑚/𝑠=0,000031671 𝑚3/𝑠Q=A×V=0,000031671m2×1m/s=0,000031671m3/s
O tempo necessário para encher o balde de 30 litros é:
· Tempo (T): 𝑇=0,03𝑄×0,001=0,030,000031671×0,001≈946,849 𝑠T=Q0,03​×0,001=0,0000316710,03​×0,001≈946,849s
Portanto, o tempo aproximado para encher o balde com a mangueira de 1/2 polegada é de aproximadamente 946,849946,849 segundos.
Esses cálculos assumem uma velocidade de escoamento constante. Se a velocidade real variar ao longo do tempo, os tempos calculados podem variar.
03/09/1994
2º Tenente BM GANZERT Gilson N.