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Um orifício circular de 5 cm de diâmetro está instalado em um reservatório. A altura do nível de água acima do centro do orifício é 3,0 m. Considere que o coeficiente de descarga (Cd) é 0,62. Determine a vazão (Q) em m³/s.
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Jefferson luysin

há 21 horas

Respostas

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há 21 horas

Para calcular a vazão (Q) através de um orifício, podemos usar a fórmula: \[ Q = C_d \cdot A \cdot \sqrt{2gh} \] onde: - \( Q \) é a vazão em m³/s, - \( C_d \) é o coeficiente de descarga (0,62), - \( A \) é a área do orifício em m², - \( g \) é a aceleração da gravidade (aproximadamente 9,81 m/s²), - \( h \) é a altura do nível de água acima do orifício (3,0 m). 1. Calcular a área do orifício (A): O diâmetro do orifício é 5 cm, que é 0,05 m. A área do círculo é dada por: \[ A = \pi \left(\frac{d}{2}\right)^2 = \pi \left(\frac{0,05}{2}\right)^2 \] \[ A = \pi \left(0,025\right)^2 \] \[ A \approx 0,0019635 \, m² \] 2. Substituir os valores na fórmula: Agora, substituímos os valores na fórmula da vazão: \[ Q = 0,62 \cdot 0,0019635 \cdot \sqrt{2 \cdot 9,81 \cdot 3} \] Primeiro, calculamos \( \sqrt{2 \cdot 9,81 \cdot 3} \): \[ \sqrt{2 \cdot 9,81 \cdot 3} \approx \sqrt{58,86} \approx 7,67 \] Agora, substituímos: \[ Q \approx 0,62 \cdot 0,0019635 \cdot 7,67 \] \[ Q \approx 0,00062 \cdot 7,67 \] \[ Q \approx 0,00475 \, m³/s \] Portanto, a vazão (Q) é aproximadamente 0,00475 m³/s.

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