Question

Um bocal é utilizado para acelerar o fluido de entrada em uma bomba de água, com intuito de elevar a água para a caldeira tubular em um sistema de geração de energia por vapor. O bocal, tem o diâmetro de entrada com 0,3m, e o diâmetro de saída, que será conectado na bomba, com 0,1m. A água entra a uma velocidade média de 3 m/s. a) Este fluido apresenta um escoamento laminar, transiente ou turbulento na entrada do bocal? b) Qual a vazão volumétrica e vazão mássica do fluido? c) Qual a velocidade média na saída do bocal? Para iniciar a queima do combustível para aquecer a caldeira, é necessário que ela esteja cheia de água. d) Se a mesma tiver um volume de de 50000 L, qual será o tempo necessário para enche-la, em minutos? A água apresenta densidade de 1000 kg/m³ e viscosidade dinâmica de 110^(−3) .. *

500 pontos

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Answer 1

Resposta:

• a) Turbulento

• b) 0,21 m³/s e 2,1 . 10² kg/s

• c) 27 m/s

• d) 4 min

Explicação:

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• Essa tarefa é sobre mecânica de fluidos.

• Quando estamos estudando sobre encanamentos, válvulas e tubulações é importante sabermos como se dará o escoamento do fluido em questão.

• os dois tipos de escoamento existentes são:

• *  escoamento laminar: quando as camadas de fluido tem um fluxo constante e organizado;

• * escoamento turbulento: as camadas de fluido ficam desorganizadas, não permitindo uma análise clara do movimento.

Sem mais enrolação bora para a solução!

Solução:

a) 1. Cálculo do número de Reynolds:

$\mathsf{R_e=\dfrac{\rho\cdot v\cdot d}{\mu}}\\\\\mathsf{R_e=\dfrac{1\cdot10^3\cdot3\cdot(0,3)}{1\cdot10^{-3}}}\\\\\therefore \boxed{\mathsf{R_e=9\cdot10^5}}$

2. Como Re > 2300 o escoamento é turbulento.

b) 1. A vazão volumétrica é dada por:

$\mathsf{Q_v=A\cdot v}\\\\\mathsf{Q_v=\pi\cdot r_1^2\cdot v_1}\\\\\mathsf{Q_v=\pi\cdot\bigg(\dfrac{0,3}{2}\bigg)^2\cdot3}\\\\\therefore \boxed{\mathsf{Q_v\approx0,21\,m^3/s}}$

2. A vazão mássica é, portanto:

$\mathsf{Q_m=\rho \cdot Q_v}\\\\\mathsf{Q_m=1\cdot10^3\cdot(0,21)}\\\\\therefore \boxed{\mathsf{Q_m=2,1\cdot10^2\,kg/s}}$

c) Pela equação da continuidade:

$\mathsf{Q_1=Q_2}\\\\\mathsf{A_1\cdot v_1=A_2\cdot v_2}\\\\\mathsf{\diagup\!\!\!\! \pi\cdot r_1^2\cdot v_1=\diagup\!\!\!\!\pi\cdot r_2^2\cdot v_2}\\\\\mathsf{\bigg(\dfrac{0,3}{2}\bigg)^2\cdot3=\bigg(\dfrac{0,1}{2}\bigg)^2\cdot v_2}\\\\\\\therefore \boxed{\mathsf{v_2=27\,m/s}}$

d) 1. Por regra de três simples, temos que:

$\mathsf{1000\,L----\,1\,m^3}\\\\\mathsf{50000\,L----\,x}\\\\\therefore \boxed{\mathsf{x=50\,m^3}}$

2. O tempo necessário para encher a caldeira é:

$\mathsf{0,21\,m^3---\,1\,s}\\\\\mathsf{50\,m^3----\,\,\,t}\\\\\mathsf{t=238,1\,s}\\\\\therefore \boxed{\mathsf{t\approx4\,min}}$

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Número de Reynolds

https://brainly.com.br/tarefa/29512274

Bons estudos!

Equipe Brainly