Mecânica dos fluidos/Exercícios resolvidos/E17

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Enunciado[editar | editar código-fonte]

Calcular a vazão de saída de água de um reservatório com altura de 10 m, descarregando livremente na atmosfera, considerando

  1. uma saída com embocadura de 15 cm de diâmetro;
  2. que a embocadura seja em ângulo reto e seja instalado um difusor com aumento da abertura para 30 cm;
  3. que a embocadura seja suave e seja instalado o mesmo difusor.

Calcular também a pressão na abertura e a velocidade de descarga na atmosfera, após a instalação do difusor. Considerar o valor do coeficiente de recuperação de pressão como 0.3 (um valor baixo).

Solução[editar | editar código-fonte]

Sem difusor[editar | editar código-fonte]

Independentemente do formato da embocadura,



Considerando α = 1,



O Número de Reynolds será



o que faz com que a aproximação α = 1 seja bastante razoável. Assim, a vazão será



Com difusor (embocadura em ângulo reto)[editar | editar código-fonte]




O difusor foi ineficaz, devido à grande perda introduzida pela abertura em ângulo reto.

Com difusor (embocadura suave[editar | editar código-fonte]



A vazão aumentou em quase 30%. A pressão na abertura é calculada da seguinte maneira:




A pressão na abertura cai bem abaixo da pressão atmosférica. Já a velocidade de saída será



Uma queda muito grande. O exemplo mostra que, mesmo um difusor com um valor baixo de Nc pode ser bastante eficaz. Um difusor pode ter um Nc de 0.7 ou ainda maior.