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Um tubo Venturi com 75 mm de diâmetro de garganta é instalado em uma tubulação de 150 mm de diâmetro transportando água a 25 ºC. A queda de pressão...

Um tubo Venturi com 75 mm de diâmetro de garganta é instalado em uma tubulação de 150 mm de diâmetro transportando água a 25 ºC. A queda de pressão entre a tomada a montante e a garganta do tubo Venturi é de 300 mmHg. Calcule a vazão.

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Para calcular a vazão, podemos utilizar a equação da continuidade, que diz que a vazão é constante em um sistema, ou seja, a vazão na tubulação antes do tubo Venturi é igual à vazão na garganta do tubo Venturi. Assim, podemos utilizar a equação de Bernoulli para calcular a velocidade da água na garganta do tubo Venturi, que é dada por: P1 + 1/2 * rho * V1^2 = P2 + 1/2 * rho * V2^2 Onde: P1 = pressão na tubulação antes do tubo Venturi rho = densidade da água V1 = velocidade da água na tubulação antes do tubo Venturi P2 = pressão na garganta do tubo Venturi V2 = velocidade da água na garganta do tubo Venturi Como a pressão na tubulação antes do tubo Venturi é maior do que a pressão na garganta, podemos desprezar o termo P1 na equação. Além disso, podemos assumir que a velocidade da água na tubulação antes do tubo Venturi é desprezível em relação à velocidade na garganta, então podemos desprezar o termo 1/2 * rho * V1^2. Assim, a equação fica: P2 + 1/2 * rho * V2^2 = P3 + 1/2 * rho * V3^2 Onde: P3 = pressão na tubulação depois do tubo Venturi V3 = velocidade da água na tubulação depois do tubo Venturi Como a pressão na garganta do tubo Venturi é menor do que a pressão na tubulação antes do tubo Venturi, podemos escrever: P2 = P1 - deltaP Onde deltaP é a queda de pressão entre a tomada a montante e a garganta do tubo Venturi, que é dada como 300 mmHg. Convertendo para unidades do SI, temos: deltaP = 300 mmHg * 133,322 Pa/mmHg = 39996,6 Pa Assumindo que a pressão na tubulação depois do tubo Venturi é igual à pressão atmosférica, temos: P3 = Patm = 101325 Pa Substituindo na equação de Bernoulli, temos: P1 - deltaP + 1/2 * rho * V2^2 = Patm + 1/2 * rho * V3^2 Como a vazão é constante, podemos escrever: A1 * V1 = A2 * V2 = A3 * V3 Onde: A1 = área da seção transversal da tubulação antes do tubo Venturi A2 = área da seção transversal da garganta do tubo Venturi A3 = área da seção transversal da tubulação depois do tubo Venturi Como a tubulação antes do tubo Venturi e a tubulação depois do tubo Venturi têm o mesmo diâmetro, podemos assumir que A1 = A3 = pi/4 * D^2, onde D é o diâmetro da tubulação. Assim, temos: V2 = (A1/A2) * V1 = (D1/D2)^2 * V1 Substituindo na equação de Bernoulli, temos: P1 - deltaP + 1/2 * rho * [(D1/D2)^2 * V1]^2 = Patm + 1/2 * rho * V1^2 Isolando V1, temos: V1 = sqrt(2 * deltaP/rho * (1 - (D2/D1)^4)) Substituindo os valores, temos: V1 = sqrt(2 * 39996,6 Pa / 1000 kg/m^3 * (1 - (75/150)^4)) = 5,05 m/s Assim, podemos calcular a vazão: Q = A2 * V2 = pi/4 * D2^2 * V2 = pi/4 * (75/1000)^2 * 5,05 m/s = 0,00149 m^3/s Portanto, a vazão é de 0,00149 m^3/s.

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Alexandre Oliveira

Puxa essa não sei amigo... desculpa

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