Ed
ano passado
Para calcular a vazão escoada pela tubulação, podemos usar a equação de Darcy-Weisbach para perda de carga, que é dada por: \[ h_f = \frac{f \cdot L \cdot v^2}{2 \cdot g \cdot D} \] Onde: - \( h_f \) é a perda de carga (8 m). - \( f \) é o fator de atrito (que depende do número de Reynolds e da rugosidade). - \( L \) é o comprimento da tubulação (30 m). - \( v \) é a velocidade do fluido. - \( g \) é a aceleração da gravidade (9,8 m/s²). - \( D \) é o diâmetro da tubulação (0,05 m). Primeiro, precisamos calcular o número de Reynolds para determinar o fator de atrito \( f \): \[ Re = \frac{v \cdot D}{\nu} \] Onde \( \nu \) é a viscosidade cinemática (106 m²/s, que parece um valor muito alto, mas vamos seguir com ele). A partir da perda de carga, podemos rearranjar a equação de Darcy-Weisbach para encontrar a velocidade \( v \): \[ v = \sqrt{\frac{2 \cdot g \cdot D \cdot h_f}{f \cdot L}} \] Como não temos o valor de \( f \) diretamente, precisamos estimá-lo. Para tubulações de aço, podemos usar a fórmula de Colebrook-White ou tabelas, mas para simplificar, vamos assumir um valor típico para \( f \) em regime turbulento, que pode ser em torno de 0,02. Substituindo os valores: 1. Calcule \( v \): \[ v = \sqrt{\frac{2 \cdot 9,8 \cdot 0,05 \cdot 8}{0,02 \cdot 30}} \approx \sqrt{\frac{7,84}{0,6}} \approx \sqrt{13,07} \approx 3,61 \, \text{m/s} \] 2. Agora, calcule a vazão \( Q \): \[ Q = v \cdot A \] Onde \( A = \frac{\pi \cdot D^2}{4} = \frac{\pi \cdot (0,05)^2}{4} \approx 0,001963 \, \text{m}^2 \). Assim: \[ Q \approx 3,61 \cdot 0,001963 \approx 0,00709 \, \text{m}^3/s \approx 7,09 \, \text{L/s} \] Portanto, a opção correta é: B) 7 L/s.
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