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Uma tubulação de aço carbono (rugosidade absoluta & = 0,046 mm) com diâmetro interno D = 150 mm e comprimento L = 320 m transporta água (p = 998 kg/m3, H = 1,002x 10-3 Pa-s) com vazão de Q = 45 m³/h. Não há acessórios. A bomba tem eficiência n = 72%. 0 engenheiro deve calcular a velocidade média, 0 número de Reynolds, 0 fator de atrito f (lido do diagrama de Moody) e a potência da bomba. Fonte: FOX, Robert W.; McDONALD, Alan T.; PRITCHARD, Фӏір J. Introdução à Mecânica dos Fluidos. 8. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2014. Pesquisar por imagem Com base nos dados da tubulação e nos métodos da mecânica dos fluidos, é correto 0 que se afirma em: I. A potência elétrica consumida pela bomba para superar apenas a perda de carga calculada é P = p-g-Q-hf / n = (998 x 9,81 X 0,01250 x 1,033) / 0,72 R 175,6 W. II. A velocidade média do escoamento é V = Q/A = (45/3600) / (πx0,075) = 0,707 m/s, e 0 número de Reynolds é Re = p-V-D/µ = (998 x 0,707 X 150) / (1,002x 10-3) # 105.600, indicando escoamento turbulento. III. A rugosidade relativa é e/D = 0,046/150 = 3,07x10⁻⁴; para Re = 105.600 e e/D # 3,07x10⁻⁴, 0 diagrama de Moody fornece fator de atrito f . 0,019; a perda de carga por Darcy- Weisbach é hf = f-(L/D)-(V²/2g) = 0,019 X (320/0,150) x (0,707²/(2x9,81)) = 1,033 m. É correto 0 que se afirma em: A) le II, apenas. B) le III, apenas. C) II e III, apenas. D) I, apenas. E) III.
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Weverson Rogerio

há 3 meses

Respostas

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há 3 meses

Vamos analisar cada item passo a passo: I. Potência elétrica consumida pela bomba: P = (ρ × g × Q × hf) / η Dados: ρ = 998 kg/m³ g = 9,81 m/s² Q = 45 m³/h = 45/3600 = 0,0125 m³/s hf = 1,033 m (dado no item III) η = 0,72 Calculando: P = (998 × 9,81 × 0,0125 × 1,033) / 0,72 ≈ (998 × 9,81 × 0,0125 × 1,033) / 0,72 Vamos calcular o numerador: 998 × 9,81 = 9780,38 9780,38 × 0,0125 = 122,25475 122,25475 × 1,033 = 126,25 W Agora dividindo pela eficiência: 126,25 / 0,72 ≈ 175,35 W O valor dado é 175,6 W, que está correto. Portanto, o item I está correto. II. Velocidade média e número de Reynolds: Área da seção transversal: A = π × (D/2)² = π × (0,15/2)² = π × (0,075)² ≈ 0,01767 m² Velocidade média: V = Q / A = 0,0125 / 0,01767 ≈ 0,707 m/s (correto) Número de Reynolds: Re = (ρ × V × D) / μ μ = 1,002 × 10⁻³ Pa.s Re = (998 × 0,707 × 0,15) / (1,002 × 10⁻³) ≈ (105,9) / (1,002 × 10⁻³) ≈ 105.600 (correto) Indica escoamento turbulento (Re > 4000). Item II está correto. III. Rugosidade relativa e fator de atrito: e/D = 0,046 mm / 150 mm = 0,046 / 150 = 3,07 × 10⁻⁴ (correto) Fator de atrito f = 0,019 (valor típico para essas condições no diagrama de Moody) Perda de carga: hf = f × (L/D) × (V² / 2g) L/D = 320 / 0,15 = 2133,33 V² / 2g = (0,707)² / (2 × 9,81) = 0,5 / 19,62 ≈ 0,0255 m hf = 0,019 × 2133,33 × 0,0255 ≈ 1,033 m (correto) Item III está correto. Conclusão: os itens I, II e III estão corretos. Porém, as alternativas são: A) I e II apenas B) I e III apenas C) II e III apenas D) I apenas E) III apenas Como todos os três estão corretos, mas não há alternativa com I, II e III juntos, precisamos verificar se algum item está incorreto. Revisando o item I, ele usa hf = 1,033 m, que vem do item III, então se o item III está correto, o item I também está correto. Portanto, os itens II e III estão corretos, e o item I também. Como a alternativa que contém II e III é a C), e não há alternativa com I, II e III, a resposta correta é: C) II e III, apenas.

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