Calcular a perda de carga correspondente à vazão de 2,5 L/s em 20 m de canalização

0,70m

Para resolver este problema, devemos colocar em prática nosso conhecimento sobre Hidráulica, mais especificamente sobre perda de carga. Para tanto, utilizaremos a Equação de Flamant, exposta abaixo:

\(h_f=4\cdot b\cdot L\cdot \sqrt[4]{\dfrac{v^7}{D^5}},\)

em que \(h_f\) é a perda de carga; \(b\) coeficiente que depende da natureza (material e estado) das paredes dos tubos, valendo \(0,000135\text{ }\frac{\text s^{1,75}}{\text m^{0,5}}\) para canos de PVC; \(L\) o comprimento da tubulação; \(v\) a velocidade do fluido; e \(D\) o diâmetro da tubulação.

Lembrando que a velocidade consiste no quociente entre a vazão e a área da seção transversal, vem que:

\(\begin{align} v&=\dfrac{2,5\cdot 10^{-3}\text{ }\frac{\text m ^3}{\text s}}{\dfrac{\pi\cdot (0,05\text{ m})^2}{4}} \\&=1,273\text{ }\frac{\text m}{\text s} \end{align}\)

Por fim, aplicando os valores na equação fornecida, calcula-se a perda de carga:

\(\begin{align} h_f&=4\cdot b\cdot L\cdot \sqrt[4]{\dfrac{v^7}{D^5}} \\&=4\cdot 0,000135\cdot 20\cdot \sqrt[4]{\dfrac{(1,273)^7}{(0,05)^5}} \\&\approx0,70\text{ m} \end{align}\)

Portanto, a perda de carga na canalização é de, aproximadamente, \(\boxed{0,70\text{ m}}\).

boa resposta 0,70m