No projeto da hidroelétrica, as turbinas serão alimentadas por tubos de raio igual a 50 mm, com água (ν = 10-6 m2/s; γH2O = 104 N/m3) escoando de uma elevação de 120 metros a uma velocidade média de 0,53 m/s. Sabe-se que a perda de carga irreversível em cada tubulação é de aproximadamente 10 metros (excluindo a turbina). Dada a aceleração da gravidade igual a 9,81 m/s2 e a eficiência da turbina igual a 85% e tendo como base essas informações prévias, você e sua equipe deverão:
• Verificar se o escoamento é laminar ou turbulento (justifique).
• Calcular a potência aproximada da turbina provocada pelo escoamento de água em cada tubulação, considerando que não ocorram perturbações bruscas ao escoamento nessa seção. Considerem que os níveis de água da represa (1) e do local de descarga (2) permaneçam constantes e abertos à atmosfera.
Soluções para a tarefa
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Resposta:
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Resposta:
meu Deus quem responde
Explicação:
Onde é a velocidade média do fluído, D é o diâmetro da tubulação e é a velocidade de escoamento do fluído.
Para valores inferiores a 2.000, é caracterizado como escoamento
laminar. Para valores entre 2.000 e 2.400, o escoamento é de transição. E
valores acima de 2.400, são considerados como turbulentos.
Com os dados da tarefa temos que:
Para valores inferiores a 2.000, é caracterizado como escoamento
laminar. Para valores entre 2.000 e 2.400, o escoamento é de transição. E
valores acima de 2.400, são considerados como turbulentos.
Com os dados da tarefa temos que:
Portanto, o escoamento deste sistema se classifica como escoamento turbulento, estando o número de Reynolds acima de 2.400.
Com relação a potência de cada turbina, temos que aplicar a lei de conservação da energia com a presença de uma máquina dada pela equação:
Com relação a potência de cada turbina, temos que aplicar a lei de conservação da energia com a presença de uma máquina dada pela equação:
Tendo em vista os dados e informações fornecidas no problema, necessitamos descobrir a altura manométrica da máquina, para podermos calcular sua potência. Antes disso, precisamos da vazão volumétrica (Q) que,
por sua vez, necessitará da área transversal do tubo (A).
por sua vez, necessitará da área transversal do tubo (A).
Com estas informações, é possível calcular a altura manométrica da turbina substituindo os valores encontrados na equação da conservação da
energia:
Com estes dados, podemos calcular a potência e, logo em seguida, considerarmos a eficiência de 85% através das seguintes equações:
energia:
Com estes dados, podemos calcular a potência e, logo em seguida, considerarmos a eficiência de 85% através das seguintes equações:
Com estes dados, podemos calcular a potência e, logo em seguida, considerarmos a eficiência de 85% através das seguintes equações:
3963,32 w
Perguntas interessantes
A fórmula para obtenção do número de Reynolds é a seguinte: