Questão de Física

Comparada às equações de escoamentos viscosos, a equação de movimento (Equação de Euler) empregada para escoamento incompressível e sem viscosidade é matematicamente mais simples, mas sua solução, em conjunto com a equação de conservação de massa, ainda apresenta dificuldades consideráveis. Uma aproximação conveniente resulta na Equação de Bernoulli, a qual é representada por P v2 + + z = Constante g 2g Em que: P = pressão, Pa; g = massa específica do fluido, N/m3; v = velocidade de escoamento do fluido, m/s; e, z = cota de altura, em relação ao referencial adotado no escoamento. As restrições para o uso da Equação de Bernoulli são: (i) escoamento em regime permanente; (ii) escoamento incompressível; (iii) escoamento sem atrito; (iv) escoamento ao longo de uma linha de corrente. FOX, R. W., et al. Introdução à Mecânica dos Fluidos. Rio de Janeiro: LTC, 2014 (adaptado). Muitos problemas em tubulações estão associados à velocidade de escoamento de líquidos no interior de tubos. Um dos problemas é a separação da coluna líquida ocasionada pela obstrução do escoamento causado por bolhas. Essas bolhas são formadas pelos gases dissolvidos na água, que se desprendem do líquido quando a pressão é reduzida à pressão de vapor. As bolhas tendem a aumentar de tamanho com a liberação dos gases, tornando a vazão intermitente, podendo, até mesmo, interrompê-la. PORTO, R. M. Hidráulica Básica. São Paulo: EESC-USP, 2006 (adaptado). Considere a figura a seguir, que representa onde ocorre a separação da coluna líquida no tubo ascendente que transporta água a 60 °C, cuja pressão de vapor (Pv) é, aproximadamente, 19,53 kPa. L.P º L.C. P1/g

g Escoamento intermitente Z2 Liberação de bolhas de ar Z1 Trecho 1 Para que o problema seja contornado, a solução é Datum Trecho 2