Flashcard FC279398
Qual a razão pela qual um tubo de Venturi causa menores perdas de pressão permanentes que uma placa de orifício?
Fluidodinâmica
CEBRASPE (CESPE) · 2024
Qual a razão pela qual um tubo de Venturi causa menores perdas de pressão permanentes que uma placa de orifício?
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Resposta
Porque a geometria convergente‑divergente suave reduz separação de camada e turbulência, permitindo recuperação parcial da pressão.
Explicação:
Pela continuidade e Bernoulli: \(A_1v_1=A_2v_2\) e \(p_1+\tfrac{1}{2}\rho v_1^2=p_2+\tfrac{1}{2}\rho v_2^2\).
No Venturi a expansão é gradual e a maior parte da energia dinâmica é reconvertida em pressão; numa contração abrupta há separação e turbulência que geram perdas permanentes (head loss).
Exemplo:
Considere água (\(\rho=1000\ \mathrm{kg/m^3}\)), \(A_1=0{,}05\ \mathrm{m^2}\), \(A_2=0{,}01\ \mathrm{m^2}\), \(v_1=1\ \mathrm{m/s}\).
Velocidade no gargalo: \(v_2=v_1\frac{A_1}{A_2}=1\cdot\frac{0{,}05}{0{,}01}=5\ \mathrm{m/s}\).
Queda de pressão entre entrada e garganta: \(\Delta p=p_1-p_2=\tfrac{1}{2}\rho(v_2^2-v_1^2)=\tfrac{1}{2}\cdot1000(25-1)=1{,}2\times10^4\ \mathrm{Pa}\).
Num Venturi essa pressão é em grande parte recuperada na saída; numa placa de orifício a perda permanente pode ser estimada por \(h_L=K\frac{\rho v_2^2}{2}\).
Ex.: com \(K=1{,}5\) a perda permanente = \(1{,}5\cdot\tfrac{1}{2}\cdot1000\cdot25=1{,}875\times10^4\ \mathrm{Pa}\), mostrando que a placa de orifício pode causar perdas maiores que o Venturi.
Explicação:
Pela continuidade e Bernoulli: \(A_1v_1=A_2v_2\) e \(p_1+\tfrac{1}{2}\rho v_1^2=p_2+\tfrac{1}{2}\rho v_2^2\).
No Venturi a expansão é gradual e a maior parte da energia dinâmica é reconvertida em pressão; numa contração abrupta há separação e turbulência que geram perdas permanentes (head loss).
Exemplo:
Considere água (\(\rho=1000\ \mathrm{kg/m^3}\)), \(A_1=0{,}05\ \mathrm{m^2}\), \(A_2=0{,}01\ \mathrm{m^2}\), \(v_1=1\ \mathrm{m/s}\).
Velocidade no gargalo: \(v_2=v_1\frac{A_1}{A_2}=1\cdot\frac{0{,}05}{0{,}01}=5\ \mathrm{m/s}\).
Queda de pressão entre entrada e garganta: \(\Delta p=p_1-p_2=\tfrac{1}{2}\rho(v_2^2-v_1^2)=\tfrac{1}{2}\cdot1000(25-1)=1{,}2\times10^4\ \mathrm{Pa}\).
Num Venturi essa pressão é em grande parte recuperada na saída; numa placa de orifício a perda permanente pode ser estimada por \(h_L=K\frac{\rho v_2^2}{2}\).
Ex.: com \(K=1{,}5\) a perda permanente = \(1{,}5\cdot\tfrac{1}{2}\cdot1000\cdot25=1{,}875\times10^4\ \mathrm{Pa}\), mostrando que a placa de orifício pode causar perdas maiores que o Venturi.
Veja como foi cobrado:
https://flashcardsconcursos.com.br/portal/flashcard/278353
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