A ligação entre dois reservatórios abertos, cujos níveis d’água diferem de uma altura de 42 m é feita através de uma tubulação de 107 mm de diâmetr...

Para calcular a vazão transportada em regime permanente, podemos utilizar a equação de Bernoulli, que relaciona a altura da coluna de água com a velocidade e a perda de carga. A equação é dada por: P1/ρ + v1^2/2g + h1 = P2/ρ + v2^2/2g + h2 + hf Onde: P1 e P2 são as pressões nos reservatórios 1 e 2, respectivamente; ρ é a densidade da água; v1 e v2 são as velocidades da água nos reservatórios 1 e 2, respectivamente; g é a aceleração da gravidade; h1 e h2 são as alturas da coluna de água nos reservatórios 1 e 2, respectivamente; hf é a perda de carga ao longo da tubulação. Como os reservatórios são abertos, podemos considerar a pressão atmosférica igual em ambos, e a equação se simplifica para: v1^2/2g + h1 = v2^2/2g + h2 + hf Sabemos que a altura da coluna de água é de 42 m, o diâmetro da tubulação é de 107 mm (ou 0,107 m), a regosidade é de 0,30 mm (ou 0,0003 m) e o comprimento da tubulação é de 1050 m. Para calcular a vazão, precisamos encontrar a velocidade da água na tubulação. Podemos utilizar a equação de Darcy-Weisbach para isso: hf = f * (L/D) * (v^2/2g) Onde: f é o coeficiente de atrito; L é o comprimento da tubulação; D é o diâmetro da tubulação; v é a velocidade da água na tubulação. Podemos rearranjar a equação para encontrar a velocidade: v = sqrt((2g * hf) / (f * (L/D))) A perda de carga unitária é dada por: hf = (f * (L/D) * (v^2/2g)) E a perda de carga absoluta é dada por: H = hf * Q Onde: H é a perda de carga absoluta; Q é a vazão. Para calcular a vazão, precisamos encontrar o coeficiente de atrito f. Podemos utilizar a equação de Colebrook-White para isso: 1 / sqrt(f) = -2 * log10((e / (3.7 * D)) + (2.51 / (Re * sqrt(f)))) Onde: e é a rugosidade absoluta; D é o diâmetro da tubulação; Re é o número de Reynolds. O número de Reynolds é dado por: Re = (v * D) / ν Onde: ν é a viscosidade cinemática da água. Com essas informações, podemos calcular a vazão, a velocidade, a perda de carga unitária e a perda de carga absoluta.