Fatores que afetam a taxa de vazão

Fatores que afetam a taxa de vazão

Os engenheiros calculam a taxa de vazão multiplicando a velocidade do fluido pela área da seção transversal do cano. Muitos fatores influenciam na taxa de vazão ou na velocidade de um líquido por um tubo. Os fatores inerentes à natureza do fluido incluem a viscosidade, a temperatura e a densidade. As características do cano, como o comprimento, diâmetro interno, rugosidade interna, variação de altura, dobras, válvulas e as condições da entrada e da saída do encanamento, exercem um papel na determinação da taxa de vazão do fluido.

Viscosidade e arrasto

Viscosidade é a medida da resistência interna de um fluido à vazão. É uma força de arrasto chamada "resistência do fluido". O arrasto é aumentado pela rugosidade interna ou atrito do cano que conduz o líquido. Protuberâncias e desníveis internos em um tubo produzem uma força de atrito que age em uma direção perpendicular à da vazão. Se a viscosidade é alta, a velocidade do fluido é baixa, e um fluxo laminar resulta no líquido fluindo lentamente em camadas pelo cano. Um líquido com uma viscosidade baixa flui a uma velocidade maior, resultando em um fluxo turbulento à medida que o líquido se dispersa em redemoinhos.

Atrito

Além do PVC, muitos canos são feitos de varios tipos de metais que eventualmente se desgastam internamente devido à exposição ao fluxo do fluido. A corrosão aumenta a rugosidade interna ou o atrito com o cano. A rugosidade é um valor calculado que representa o tamanho médio das irregularidades ou protuberâncias na parede interna do tubo. Os engenheiros calculam este valor comparando os tamanhos das protuberâncias com diâmetro interno do cano. Tubos plásticos lisos, como o PVC, frequentemente têm o fator de rugosidade igual a zero, e os canos de cobre resistentes à corrosão têm um fator de rugosidade pequeno.

Densidade do líquido

A densidade é um fator na vazão de materiais compressíveis, como os gases. Quando uma pressão é aplicada, o gás diminuirá em volume e aumentará sua densidade. Se a temperatura também for diminuída no processo, o gás aumentará sua densidade ainda mais por mudar seu estado para líquido. Como os líquidos são incompressíveis, a densidade é um fator na taxa de vazão de massa. Esta é a quantidade -- ou massa -- de uma substância que pode passar por um cano durante um dado tempo, em uma taxa de vazão definida. De acordo com as leis da dinâmica dos fluidos, um líquido aumentará sua velocidade ao passar por uma constrição no cano, de modo que a quantidade de massa que entra no cano é a mesma que sai do cano, e a sua densidade e taxa de fluxo não variam.

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