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Calcular a velocidade de entrada da água.

Para a configuração para escoamento da Fig. 8.11, é sabido que a perda de carga é 1,7 ft. Da entrada para a saída, a queda de pressão é 3,7 psi, o aumento de velocidade é de 75%, e o aumento de elevação é de 5,5 ft. Calculo a velocidade de entrada da água.

     ''A imagem é um volume de controle e coordenadas para análise de energia de escoamento através de um cotovelo redutor de 90º.''

💡 1 Resposta

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Marcus Vinícius Neves

  • Devemos achar V1.
  • Use a fórmula da perda de carga Hlt:

[ (p1/ρ.g)+(αV1²/2.g)+z1 ] -  [ (p2/ρ.g)+(αV2²/2.g)+z2 ] = Hlt

  • Temos de fazer algumas considerações antes de usar a fórmula. Sabemos pelo enunciado que (Vou passar todas unidades para SI pois acho mais fácil):

-> Hlt = 1,7 ft = 0,51816 m

-> P1 - P2 = 3,7 psi = 2510,6 Pa

-> V2 = 1,75V1 (aumento de 75%) => V2² = 3,0625.V1²

-> z1-z2 = -5,5 ft = -1,6764 m 

-> α = 1 (Coeficiente de perda, procure no seu livro de Mec Flu o porque).

  • Temos de manipular a fórmula de forma a aparecer os termos que queremos, além de substituir o V2 por 1,75 V1:

(P1-P2)/ρ.g + α(V1²-3,0625V1²)/2.g + z1-z2 = Hlt

(P1-P2)/ρ.g - α(2,0625V1²)/2.g + z1-z2 = Hlt

Agora, temos de isolar V1:

(P1-P2)/ρ.g + z1-z2 - Hlt = α(2,0625V1²)/2.g  =>

V1² = 2. g [ (P1-P2)/ρ.g + z1-z2 - Hlt ] / α . 2,0625

Substituindo (Considerando o líquido como água, portanto ρ = 999 kG/m³):

V1² = 2 . 9,81 [ (2510,6)/999.9,81 - 1,6764 -  0,51816 ] / 1 . 2,0625

V1² = -18,44 m/s ( Deu negativo por questão da orientação adotada. Portanto na hora de tirar a raiz, use o módulo).

V1= 4,29 m/s = 14,075ft/s

Depois me conta se estava certo!

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