Uma tubulação de ferro fundido enferrujado (ε = 1,5 mm), com diâmetro de 150 mm e 60 metros de extensão escoa uma vazão de 50 L/s de água. Determinar a perda de carga pela fórmula universal.
Ed
ano passado
Para determinar a perda de carga em uma tubulação, podemos usar a fórmula de Darcy-Weisbach: \[ h_f = f \cdot \frac{L}{D} \cdot \frac{v^2}{2g} \] Onde: - \( h_f \) = perda de carga (m) - \( f \) = fator de atrito (adimensional) - \( L \) = comprimento da tubulação (m) - \( D \) = diâmetro da tubulação (m) - \( v \) = velocidade do fluido (m/s) - \( g \) = aceleração da gravidade (aproximadamente 9,81 m/s²) 1. Converter a vazão de L/s para m³/s: \[ Q = 50 \, \text{L/s} = 0,050 \, \text{m³/s} \] 2. Calcular a área da seção transversal da tubulação: \[ A = \frac{\pi D^2}{4} = \frac{\pi (0,15)^2}{4} \approx 0,0177 \, \text{m²} \] 3. Calcular a velocidade do fluido: \[ v = \frac{Q}{A} = \frac{0,050}{0,0177} \approx 2,83 \, \text{m/s} \] 4. Calcular o fator de atrito (f): Para tubulações rugosas, podemos usar a fórmula de Colebrook-White ou tabelas. Para um tubo de ferro fundido com \( \epsilon = 1,5 \, \text{mm} \) e \( D = 150 \, \text{mm} \): \[ \text{Re} = \frac{D \cdot v}{\nu} \] Onde \( \nu \) é a viscosidade cinemática da água (aproximadamente \( 1 \times 10^{-6} \, \text{m²/s} \)). Calcule a Re e, em seguida, use a equação de Colebrook para encontrar \( f \). 5. Calcular a perda de carga: Após encontrar \( f \), substitua na fórmula de Darcy-Weisbach para calcular \( h_f \). Se precisar de mais detalhes sobre algum passo específico, é só avisar!