Parte 2 A água a 25°C escoa por uma tubulação de aço comercial de \emptyset interno 12 mm a uma vazão de 6L/min, a rugosidade de 0,045. O sistema a...

a) Para encontrar o fator de atrito, podemos utilizar a equação de Colebrook-White, que é um modelo empírico para calcular o fator de atrito em tubulações com escoamento turbulento. A equação é dada por: 1/√f = -2log((ε/D)/3,7 + 2,51/(Re√f)) Onde: - f é o fator de atrito; - ε é a rugosidade absoluta da tubulação; - D é o diâmetro interno da tubulação; - Re é o número de Reynolds. Substituindo os valores dados na questão, temos: - ε = 0,045 mm; - D = 12 mm = 0,012 m; - Q = 6 L/min = 0,0001 m³/s; - A = πD²/4 = 1,13x10^-4 m²; - V = Q/A = 0,88 m/s; - ν = 1,004x10^-6 m²/s (viscosidade cinemática da água a 25°C); - ρ = 997 kg/m³ (densidade da água a 25°C); - Re = ρVD/ν = 8877. Substituindo esses valores na equação de Colebrook-White e resolvendo para f, encontramos f = 0,019. b) A perda de carga principal pode ser calculada pela equação de Darcy-Weisbach, que é dada por: ΔP = f(L/D)(ρV²/2) Onde: - ΔP é a perda de carga principal; - L é o comprimento da tubulação; - D é o diâmetro interno da tubulação. Substituindo os valores dados na questão, temos: - L = 10 m (supondo que a tubulação tenha 10 metros de comprimento); - D = 0,012 m; - ρ = 997 kg/m³; - V = 0,88 m/s. Substituindo esses valores na equação de Darcy-Weisbach, temos: ΔP = 0,019(10/0,012)(997x0,88²/2) = 9,8 Pa. c) A perda de carga localizada pode ser calculada pela equação de perda de carga em acessórios, que é dada por: ΔP = K(ρV²/2) Onde: - ΔP é a perda de carga localizada; - K é o coeficiente de perda de carga do acessório. Para uma curva de 90°, o coeficiente de perda de carga é de aproximadamente 0,9. Substituindo os valores dados na questão, temos: ΔP = 0,9(997x0,88²/2) = 352 Pa. d) A perda de carga total é a soma da perda de carga principal e da perda de carga localizada, ou seja: ΔPtotal = ΔPprincipal + ΔPlocalizada = 9,8 + 352 = 362,8 Pa.