Para calcular a perda de carga total (∆H) provocada pelo escoamento, podemos utilizar a equação de Darcy-Weisbach: ∆H = f * (L/D) * (V²/2g) Onde: - f é o fator de atrito; - L é o comprimento da tubulação; - D é o diâmetro interno da tubulação; - V é a velocidade de escoamento; - g é a aceleração da gravidade. Para calcular o fator de atrito, podemos utilizar a equação de Colebrook-White: 1/√f = -2log((ε/D)/3,7 + 2,51/(Re√f)) Onde: - ε é a rugosidade absoluta da tubulação; - Re é o número de Reynolds. Assumindo uma rugosidade absoluta de 0,2 mm para a tubulação de PVC, temos: Re = (ρ * V * D) / μ Onde: - ρ é a densidade do fluido; - μ é a viscosidade dinâmica do fluido. Assumindo água como fluido, com densidade de 1000 kg/m³ e viscosidade dinâmica de 0,001 Pa.s, temos: Re = (1000 * 0,5 * 0,6) / 0,001 = 300000 Com esses valores, podemos utilizar a equação de Colebrook-White para calcular o fator de atrito. Utilizando um método iterativo, encontramos que f ≈ 0,018. Substituindo os valores na equação de Darcy-Weisbach, temos: ∆H = 0,018 * (1500/0,6) * (0,5²/2*9,81) ≈ 59,99 mca Para calcular a carga piezométrica na tubulação na metade do trajeto, podemos utilizar a equação de Bernoulli: P/γ + z + V²/2g = constante Onde: - P é a pressão na tubulação; - γ é o peso específico do fluido; - z é a cota da tubulação; - V é a velocidade de escoamento; - g é a aceleração da gravidade. Assumindo que a pressão na tubulação é de 20 mca, temos: 20/1000 + 40 + 0,5²/2*9,81 = constante constante ≈ 60,01 mca Portanto, a carga piezométrica na tubulação na metade do trajeto é de 60,01 mca. Assim, a alternativa correta é a letra A) ∆H=59,99m e cp=30m.
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