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03. Em uma tubulação horizontal de diâmetro igual a 150 mm, de ferro fundido em uso com cimento centrifugado, foi instalada em uma seção A uma mang...

03. Em uma tubulação horizontal de diâmetro igual a 150 mm, de ferro fundido em uso com cimento centrifugado, foi instalada em uma seção A uma mangueira plástica (piezômetro) e o nível d’água na mangueira alcançou a altura de 4,20 m. Sabendo que a vazão é de 25,3 l/s, calcule a pressão no ponto B.

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Tubulacoes - Hidraulica
1 pág.

Hidráulica I Universidade Estadual do Sudoeste da BahiaUniversidade Estadual do Sudoeste da Bahia

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Para calcular a pressão no ponto B, é necessário utilizar a equação de Bernoulli, que relaciona a pressão, a velocidade e a altura em um fluido incompressível. Considerando que a tubulação é horizontal e que a seção A e o ponto B estão na mesma linha de fluxo, temos: Ponto A: - Pressão: P1 - Velocidade: V1 - Altura: h1 = 0 (referência) Ponto B: - Pressão: P2 - Velocidade: V2 - Altura: h2 = 4,20 m Além disso, sabemos que a vazão Q é igual a 25,3 l/s, o que pode ser convertido para m³/s: Q = 25,3 l/s = 0,0253 m³/s Assumindo que a tubulação é lisa e que o fluido é incompressível, podemos utilizar a equação de Bernoulli para relacionar as pressões nos pontos A e B: P1 + (1/2) * rho * V1^2 + rho * g * h1 = P2 + (1/2) * rho * V2^2 + rho * g * h2 Onde: - rho é a densidade do fluido (assumida constante) - g é a aceleração da gravidade (9,81 m/s²) Como a tubulação é horizontal, a velocidade V1 é igual à velocidade V2, e como a seção A e o ponto B estão na mesma linha de fluxo, a altura h1 é igual a h2. Portanto, podemos simplificar a equação para: P1 + (1/2) * rho * V^2 = P2 + (1/2) * rho * V^2 + rho * g * h Isolando a pressão P2, temos: P2 = P1 + rho * g * h - (1/2) * rho * V^2 Substituindo os valores conhecidos, temos: P2 = P1 + 1000 * 9,81 * 4,20 - (1/2) * 1000 * V^2 Para calcular a velocidade V, podemos utilizar a equação da continuidade, que relaciona a vazão com a velocidade e a área da seção transversal da tubulação: Q = A * V Onde A é a área da seção transversal da tubulação. Como o diâmetro da tubulação é igual a 150 mm, temos: A = pi * (150/2)^2 / 1000000 = 0,01767 m² Substituindo na equação da continuidade, temos: V = Q / A = 0,0253 / 0,01767 = 1,43 m/s Substituindo na equação da pressão, temos: P2 = P1 + 1000 * 9,81 * 4,20 - (1/2) * 1000 * 1,43^2 P2 = P1 + 41194,7 - 1024,7 P2 = P1 + 40170 Pa Portanto, a pressão no ponto B é igual à pressão no ponto A mais 40170 Pa.

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