Exercícios Resolvidos de Mecânica dos Fluidos: Tubos, Vazão e Escoamento

Um tubo admite água ρ 1000 kgm3 num reservatório com uma vazão de 20 Ls No mesmo reservatório é trazido óleo ρ 800 kgm3 por outro tubo com uma vazão de 10 Ls A mistura homogênea formada é descarregada por um tubo cuja seção tem uma área de 30 cm2 Determinar a massa específica da mistura no tubo de descarga e sua velocidade Em uma tubulação de ferro fundido está passando um fluido Newtoniano com densidade de 908 kg m3 e viscosidade dinâmica de 65 cP e velocidade de 80ms A tubulação possui 10 m de comprimento e uma seção circular de diâmetro 26 cm Responda em palavras texto sem cálculos 1 se o escoamento é laminar ou turbulento Justifique 2 A Perda de carga excede 80m Justifique Diagrama de Moody Laminar flow zone Critical zone Transition zone Complete turbulence rough pipes Laminar flow 64Re Roughness e Material ft mm Glass plastic 0 0 0 Concrete 0003 003 09 9 Wood stave 00016 05 Rubber smoothed 0000033 001 Copper or brass tubing 0000005 00015 Cast iron 000085 026 Galvanized iron 00005 015 Wrought iron 000015 0046 Stainless steel 0000007 0002 Commercial steel 000015 0045 Smooth pipes eD 0000001 Re D 00000005 Relative roughness eD Reynolds number Re Questão 1 Assumindo escoamento é incompressível temos Assim a vazão volumétrica da mistura é Isolando a densidade da mistura 3 temos Então Para encontrar a velocidade do escoamento fazemos Questão 2 1 A viscosidade no SI é 65 cP 0065 Pas O diâmetro pode ser escrito como 26 cm 260 mm 026 m Assim o número de Reynolds usando todas as grandezas no SI é Portanto o escoamento é TURBULENTO pois o número de Reynolds é superior ao valor de 4200 2 Para o ferro fundido a rugosidade é 026 mm então a rugosidade relativa é Usando o Diagrama de Moody temos Ou seja o fator de atrito é aproximadamente f 00205 Assim a equação da perda de carga é Usando todas as grandezas no SI temos Portanto a perda de carga excede 80 m MONOLOG Greek word at the top partially visible