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Uma bomba está localizada 4,5 m para o lado e 3,5 m acima de um reservatório. Ela foi projetada para uma vazão de 6 l/s. Para operação satisfatória, a pressão estática manométrica na aspiração da bomba não deve ser inferior a -6 m de coluna d'água (manométrica). Determine o menor tubo de aço comercial que dará o desempenho desejado.
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Exercícios Para o Conhecimento

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Respostas

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Para resolver essa questão, precisamos considerar alguns pontos importantes: 1. Vazão: A bomba foi projetada para uma vazão de 6 l/s, que é igual a 0,006 m³/s. 2. Pressão estática manométrica: A pressão na aspiração da bomba não deve ser inferior a -6 m de coluna d'água. Isso significa que a pressão deve ser suficiente para evitar a cavitação. 3. Altura de sucção: A bomba está a 3,5 m acima do reservatório, o que significa que a altura de sucção é de 3,5 m. 4. Perda de carga: Precisamos calcular a perda de carga no tubo, que depende do diâmetro do tubo, do comprimento do tubo e da rugosidade do material. 5. Cálculo do diâmetro: Para determinar o menor diâmetro do tubo que atende à vazão desejada, podemos usar a fórmula da vazão: \[ Q = A \cdot v \] onde \( Q \) é a vazão, \( A \) é a área da seção transversal do tubo e \( v \) é a velocidade do fluido. A área \( A \) é dada por: \[ A = \frac{\pi d^2}{4} \] Assim, podemos rearranjar a fórmula para encontrar o diâmetro \( d \): \[ d = \sqrt{\frac{4Q}{\pi v}} \] 6. Velocidade do fluido: Uma velocidade comum para tubos de água é entre 1 e 3 m/s. Vamos assumir uma velocidade de 2 m/s para o cálculo. Substituindo os valores: \[ d = \sqrt{\frac{4 \cdot 0,006}{\pi \cdot 2}} \approx 0,061 m \text{ ou } 61 mm \] 7. Escolha do tubo: O menor tubo de aço comercial que atende a essa necessidade seria um tubo de 2,5 polegadas (aproximadamente 63,5 mm), que é o mais próximo do cálculo. Portanto, o menor tubo de aço comercial que dará o desempenho desejado é um tubo de 2,5 polegadas.

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