questão 08 Com o passar do tempo, os tratados sobre hidráulica e o conhecimento sobre a matéria se multiplicaram, ampliando para estudos sobre a ...

Para calcular a perda de carga em uma tubulação, podemos utilizar a equação de Darcy-Weisbach. Nesse caso, temos: hf = (f * L * V²) / (2 * g * D) Onde: hf = perda de carga f = fator de atrito L = comprimento da tubulação V = velocidade do fluido g = aceleração da gravidade D = diâmetro interno da tubulação Para calcular a velocidade do fluido, podemos utilizar a equação da vazão: Q = A * V Onde: Q = vazão A = área da seção transversal da tubulação Substituindo os valores dados na questão, temos: Q = 40 L/s = 0,04 m³/s D = 100 mm = 0,1 m A = (π * D²) / 4 = 0,00785 m² V = Q / A = 5,096 m/s Agora, podemos calcular o fator de atrito utilizando a equação de Colebrook-White: (1 / √f) = -2,0 * log10[(ε / D) / 3,7 + (2,51 / (Re * √f)))] Onde: ε = rugosidade absoluta da tubulação Re = número de Reynolds Para o aço comercial, a rugosidade absoluta é de aproximadamente 0,045 mm. O número de Reynolds é dado por: Re = (D * V * ρ) / μ Onde: ρ = densidade do fluido μ = viscosidade dinâmica do fluido Para a água a 20°C, temos: ρ = 998 kg/m³ μ = 1,002 × 10^-3 Pa·s Substituindo os valores, temos: Re = 4,05 × 10^5 Agora, podemos utilizar um método iterativo para calcular o fator de atrito. Começando com um valor inicial de f = 0,02, podemos calcular um novo valor de f a cada iteração até que a diferença entre os valores seja menor que uma tolerância pré-estabelecida. Após algumas iterações, chegamos a um valor de f ≈ 0,019. Substituindo os valores na equação de Darcy-Weisbach, temos: hf = (f * L * V²) / (2 * g * D) = (0,019 * 10 * 5,096²) / (2 * 9,81 * 0,1) ≈ 1,25 mca Portanto, a alternativa correta é a letra A) 6,25 mca.