Eu queria saber como eu posso calcular a velocidade do gás através de um tubo.
O gás, assumindo o comportamento ideal, em um tubo (cilindro) de volume de 222,4 L tem uma pressão de 1,95 atmosferas e uma densidade de 2,25 kg / m $ ^ 3 $. Sabendo que haverá fluxo turbulento, a equação,
$$ V \ = \ \ sqrt \ frac {2 \ Delta P} {{\ rho (4f \ frac {\ Delta x} {D} \ - \ 1)}} $$
pode ser usado. No entanto, como se trata de um tubo sem alteração no volume, a pressão deve permanecer uniforme, então posso ligar 2,25 kg / m $ ^ 3 $ para pressão e encontrar a velocidade? O comprimento do tubo é de 10 pés e o diâmetro é de 1 pé.
Além disso, para encontrar a densidade do gás, foi utilizada a equação do gás ideal, relacionando pressão e temperatura. Para este gás, a temperatura era de 298 K.
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Respostas:
@idfka está correto, é necessário haver alguma queda de pressão para superar o atrito e o fluxo. Na prática, porém, para o gás através de 10 pés de tubo, a queda de pressão não estará na faixa mensurável, a menos que o tubo esteja subdimensionado.
Então, para responder a sua pergunta, você não pode calcular a velocidade com as entradas que você tem. Não sei qual é o seu objetivo aqui, mas o que você pode fazer pode assumir alguns números típicos.
Para calcular a queda de pressão, você pode assumir uma velocidade de cerca de 60-80 pés / seg para o gás. Este valor será diferente se você estiver esperando líquido, partículas ou se for corrosivo.
Para calcular a velocidade, você pode assumir uma queda de pressão de cerca de 6 psi / 100 pés.
Quanto ao uso da lei dos gases ideais, supondo que você tenha o peso molecular, isso deve ser bom, pois as pressões são bastante baixas. Você pode simplesmente usar a densidade de entrada na equação que você tem, pois ela não mudará muito ao longo do tubo.
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Você não pode simplesmente inserir arbitrariamente a densidade do ar na fórmula e dizer que é uma pressão. O que você aprendeu sobre unidades? As unidades de densidade e pressão são as mesmas?
O volume do tubo é irrelevante para calcular a velocidade do fluxo em um determinado comprimento. Você precisa saber a pressão na entrada e a pressão na saída do tubo.
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A chave é entender que você não está introduzindo a pressão, mas a mudança na pressão ($ \ Delta P $), que é a diferença entre a pressão a montante e a contrapressão a jusante na saída.
Caso contrário, você ainda pode inserir a densidade padrão e um fator de fricção apropriado $ f $
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