8| Temos uma tubulação de 300 m e um diâmetro de 300 mm em que se escoa água. Essa tubulação, na seção A, possui uma pressão interna de 275 kN/m² e...

a) Para calcular a perda de carga entre A e B, podemos utilizar a equação de Bernoulli, que relaciona a pressão, a velocidade e a altura em dois pontos de um fluido incompressível em escoamento. A perda de carga é dada pela diferença de altura entre os pontos A e B, subtraída da diferença de pressão entre eles, dividida pelo peso específico da água. Assim, temos: ∆h = (P1 - P2)/(ρ*g) - (z1 - z2) ∆h = (275 - 345)/(1000*9,81) - (90 - 75) ∆h = -0,98 m Portanto, a perda de carga entre A e B é de 0,98 metros. b) O sentido do escoamento é do ponto A para o ponto B, pois a pressão em A é maior do que em B. Isso ocorre porque a água está em movimento, e a perda de carga entre A e B é uma forma de dissipação de energia, que faz com que a pressão diminua ao longo do escoamento. c) A tensão de cisalhamento na parede do tubo pode ser calculada pela equação de Darcy-Weisbach, que relaciona a perda de carga com o fator de atrito, o diâmetro e a velocidade média do escoamento. Assim, temos: τ = f*(ρ/2)*(V^2/D) τ = f*(1000/2)*(0,5^2/0,3) τ = 41,67*f d) Para calcular o fator de atrito da tubulação, podemos utilizar a equação de Colebrook-White, que é uma relação empírica que leva em conta o efeito da rugosidade da parede do tubo. A velocidade de atrito pode ser calculada pela equação de continuidade, que relaciona a vazão com a área da seção transversal e a velocidade média. Assim, temos: Q = A*V 0,14 = (π*0,3^2/4)*V V = 1,57 m/s Para calcular o fator de atrito, podemos utilizar a seguinte equação: 1/sqrt(f) = -2*log10((ε/D)/3,7 + 2,51/(Re*sqrt(f))) Onde: ε = rugosidade absoluta da parede do tubo (assumindo 0,05 mm) D = diâmetro interno do tubo (0,3 m) Re = número de Reynolds (ρ*V*D/μ) Assumindo uma viscosidade cinemática da água de 1,004*10^-6 m²/s, temos: Re = (1000*1,57*0,3)/1,004*10^-6 Re = 4,68*10^6 Resolvendo a equação de Colebrook-White iterativamente, encontramos: f = 0,019 Assim, o fator de atrito da tubulação é de 0,019, e a velocidade de atrito é de 1,57 m/s.