21.4
Considere o ar fluindo através do tubo a 300 Kelvin à pressão atmosférica padrão, com uma vazão mássica de 0,0163 kg por segundo. Se o fluxo for considerado laminar, determine o diâmetro mínimo permitido para o tubo.
O fluxo laminar é alcançado quando o número de Reynolds não excede 2100. Este cálculo começa expressando a velocidade em termos de vazão e área da seção transversal.
Para um tubo circular, a velocidade depende da vazão e do diâmetro do tubo. Substituir essa expressão por velocidade na fórmula do número de Reynolds, que envolve densidade, velocidade, diâmetro e viscosidade, permite resolver a taxa de fluxo.
Dada a vazão especificada, a densidade do fluido é calculada usando valores conhecidos de pressão, constante de gás e temperatura, produzindo aproximadamente 1.177 kg por metro cúbico.
Com as quantidades conhecidas de vazão mássica e densidade, a vazão volumétrica é de cerca de 0,0138 metros cúbicos por segundo.
Usando um valor de viscosidade padrão, o diâmetro do tubo necessário para garantir o fluxo laminar é de aproximadamente 0,46 metros, mantendo o número de Reynolds em 2100.
O fluxo laminar ocorre quando um fluido se move suavemente em camadas paralelas com mistura e turbulência mínimas. Na mecânica dos fluidos, garantir o…
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