Transferencia de Quantidade de Massa Calor e Movimento

Amanda Martins Maciel Data: 31/08/2020 Profs: Beatriz Lucia Fernandes e Keleni Bodin TDE 01: Quantidade de movimento Nos projetos de tubulações, a perda de carga de um ponto a outro do escoamento deve ser conhecida a fim de que seja possível se determinar a potência de bomba que manterá a vazão constante do fluido dentro destas tubulações. A figura abaixo ilustra um caso possível de se encontrar em condições reais, onde o fluido escoa dentro de uma tubulação com vazão constante igual a 0,045 m³/min, tendo o fluido incompressível a massa específica igual a 999 kg/m³ e μ = 1,12 x 10⁻³ N.s/m². Considera-se que o escoamento está plenamente desenvolvido nas seções retas da tubulação. Determine: (a) a perda de carga total e(b) a pressão de entrada (ponto 1). Tubo de ferro galvanizado com diâmetro igual a 19 mm Q = 0,045 m³/min 3 m 2,5 m 2,5 m Válvula gaveta totalmente aberta Válvula globo totalmente aberta Curvas 90° graus raio normal rosqueadas 1/D = (4,30) + (1,340) + (1,8) 2/3 Rₑ = Q = 0,045 m³/min ρ = 999 kg/m³ μ = 1,12 x 10⁻³ N.s/m² fluidos incompressível D = 19 mm 1 mm = 0,001 m 19 mm = x x = 0,019 m V = 0,045 m³ min 1 min = 60 s V = 7,5 x 10⁻⁴ m³/s V = = 4,9 π D² x 4,75 x 10⁻⁴ m³ ¹/₄ T x 4 T v = 2,645 m/s 1 V = Rₑ = ρ V D μ V = 999 kg x 2,645 m x 0,019 m μ = nd m² Rₑ = 44.825,665 # Como Rₑ > 4000, escoamento é turbulento é Contudo, começamos o cálculo para perda de carga: 1) f: _ = -3,8 log [6,9 + (E/D)¹³] √f Rₑ 3,7 * onde E = 1,5 x 10⁻⁴ m (ferro galvanizado) 1 = -3,8 log (6,9 + √f 44,825,665 x = + ) 1 f E 3,17 D (1,5 x 10 + ⁴) 3,17 A Maciel do CT 1 = -3,8 log (1,5939 x 10 + 1,0848 x 10 ) √f 1 = -3,8 log (1,2387 x 10 ) √f 1 = 5,2327 √f √f = 0,19 _ f = 0,03562 3) hLT = f L v² + Σ K V² + Σ f (L sua) V² D 2 0 2 2g hLT = 0,0352 (3,5m) (2,645m/s)² 0,019m 2 (2,645m/s)² +0,03562 (8+340+4,30) 2 x 9,81m/s² hLT = 90,7679 + 59,7858 - hLT = 1050,5537 m³/s² l hLT = 35,247 m Para o cálculo da pressão de entrada no ponto 1: p₁/ + d₁ V/ + gh = p₂/ + d₂ V₂/ + gh₁ + hLT ρ Α ρ A A Maciel do CT lembrando que a1=a2=1 (turbulento) p1=\left[\frac{p2}{ρ}+\frac{d2\cdot V2^2}{a}+g\cdot he+hlf-hlT-\frac{d1\cdot V1^2}{a}\right]\cdot ρ \\ p1=\left[\frac{patm=0}{ρ}+g\cdot he+hlT+\frac{d2\cdot V2^2}{a}-\frac{d1\cdot V1^2}{a}\right]\cdot ρ \\ p1=[g\cdot he+hlT]\cdot ρ \\ p1=\left[9,81\ \frac{m}{s^2}\cdot 5\ m+150,5537\ \frac{m^2}{s^2}\right]\cdot 999\ \frac{kg}{m^3} \\ p1=199,6037\ \frac{N}{m^2}\cdot 999\ \frac{kg}{m^3} \\ p1=199404,096\ \frac{kg}{m^2}\left(\frac{Pa}{N}\right) \\ p1=199,404\ KPa \\ Apecil 07-12 Digitalizado com CamScanner