Exemplo: a força que atua sobre um cotovelo defletor
Um cotovelo (digamos, da tubulação primária) é usado para desviar o fluxo de água a uma velocidade de 17 m / s . O diâmetro da tubulação é igual a 700 mm . A pressão manométrica no interior do tubo é de cerca de 16 MPa à temperatura de 290 ° C. Fluido é de densidade constante ⍴ ~ 720 kg / m 3 (a 290 ° C). O ângulo do cotovelo é de 45 ° .
Calcule a força na parede de um cotovelo defletor (ou seja, calcule o vetor F 3 ).
Premissas:
- O fluxo é constante.
- As perdas por atrito são insignificantes.
- O peso do cotovelo é insignificante.
- O peso da água no cotovelo é insignificante.
Tomamos o cotovelo como o volume de controle . O volume de controle é mostrado na imagem. A equação do momento é uma equação vetorial, portanto possui três componentes. Tomamos as coordenadas x e z como mostrado e resolveremos o problema separadamente, de acordo com essas coordenadas.
Primeiro, vamos considerar o componente na coordenada x . A conservação da equação do momento linear se torna:
Segundo, vamos considerar o componente na coordenada y . A conservação da equação do momento linear se torna:
A força final que atua na parede de um cotovelo defletor será:
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