Para determinar a perda de carga irreversível do sistema, é necessário conhecer a equação de Bernoulli, que relaciona a pressão, a velocidade e a altura de um fluido em um sistema fechado. A equação de Bernoulli é dada por:
P1 + 1/2 * ρ * v1^2 + ρ * g * h1 = P2 + 1/2 * ρ * v2^2 + ρ * g * h2 + hf
Onde:
P1 e P2 são as pressões nos pontos 1 e 2, respectivamente;
ρ é a densidade do fluido;
v1 e v2 são as velocidades do fluido nos pontos 1 e 2, respectivamente;
g é a aceleração da gravidade;
h1 e h2 são as alturas do fluido nos pontos 1 e 2, respectivamente;
hf é a perda de carga irreversível.
Para determinar a perda de carga irreversível, é necessário isolar o termo hf na equação de Bernoulli e substituir os valores conhecidos:
hf = P1 - P2 + 1/2 * ρ * (v2^2 - v1^2) + ρ * g * (h2 - h1)
hf = 0 - P2 + 1/2 * 1000 * (0 - (0.03/0.1)^2) + 1000 * 9.81 * (45/100)
hf = 4.14 m
Portanto, a perda de carga irreversível do sistema é de 4,14 metros.
Para determinar a potência mecânica perdida durante o processo, é necessário utilizar a equação da potência mecânica:
P = ρ * g * Q * hf
Onde:
Q é a vazão do fluido.
Substituindo os valores conhecidos:
P = 1000 * 9.81 * 0.03 * 4.14
P = 12,1 kW
Portanto, a potência mecânica perdida durante o processo é de 12,1 kW.