Cesgranrio Petrobras 2014 Física · Escoamento em tubulações e perda de carga
Questão 60
A energia mecânica adicionada aos fluidos em sistemas de bombeamento/compressão ou perdida por atrito (conhecida como perda de carga) é, por vezes, representada em unidades de comprimento (por exemplo, em metros) ou de pressão (por exemplo, em Pascal).
Se, em uma tubulação de 130 m de comprimento, por onde escoa água, a perda de carga é de 6,5 m, então a perda de energia mecânica por unidade de comprimento da tubulação, em kPa/m, é
- Dados
- Densidade da água \(=1.000\) kg\(\cdot\)m\(^{-3}\)
- Aceleração da gravidade \(=10\) m\(\cdot\)s\(^{-2}\)
- 1 Pa \(=1\) kg\(\cdot\)m\(^{-1}\cdot\)s\(^{-2}\)
Resolução comentada
Situar o problema antes de calcular.
Assunto
Mecânica dos fluidos — perda de carga em tubulação: conversão entre carga (metros de coluna) e pressão.
Objetivo
Conceitos para revisar
Carga é energia por unidade de peso
Por isso ela sai em metro: joule por newton dá metro. Dizer que a perda de carga é de 6,5 m é dizer que cada newton de peso de água perdeu 6,5 J pelo caminho, a altura de coluna que uma bomba teria de recuperar.
De coluna de líquido para pressão
A ponte entre as duas linguagens é a mesma da hidrostática. Uma coluna de 6,5 m de água pesa sobre a base tanto quanto essa pressão.
Perda distribuída ao longo do tubo
Num trecho uniforme, a perda cresce proporcionalmente ao comprimento. A perda por unidade de comprimento é a inclinação da linha piezométrica.
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