Question

A invenção da roda d’água possibilitou a substituição do esforço humano e animal na realização de diversas

atividades. O registro de sua utilização é anterior a 85 a.C. e, nos dias de hoje, ainda pode ser vista como um

mecanismo que auxilia o movimento de outros.

Na figura a seguir, estão ilustrados os principais elementos de um sistema rudimentar de geração de energia

elétrica: a água que jorra do tubo faz a roda girar, acionando um gerador elétrico.


Dados:

Aceleração da gravidade = 10 m/s 2

Massa específica da água = 1,0 x 103 kg/m3


Considere um sistema, como o representado acima, com as seguintes características: a vazão é constante;

a água sai do tubo com velocidade desprezível, atingindo a roda 4,0 m abaixo; o rendimento é de 75%.

Supondo que a potência elétrica oferecida pelo gerador em seus terminais seja 15 kW e desprezando as

perdas de líquido, determine o volume de á

Answer 1

Olá! Espero ajudar!

A potência elétrica oferecida pelo gerador em seus terminais é de 15 kW, ou seja, essa é a potência útil do gerador. Para calcular a potência total usamos a equação para determinação do rendimento que segue abaixo -

n = Pu/Pt

75% = 15000/Pt

Pt = 15000/0,75

Pt = 20.000 Watts

Sabemos que a potência hidráulica da roda de água pode ser calculada pela seguinte expressão -

P = d.Z.g.h

Onde -

P = Potência Hidráulica =  20.000 Watts

d = densidade da água = 1·10³kg/m³ = 1000kg/1000L = 1 Kg/L

Z = vazão da água

g = gravidade

h = altura da queda = 4 metros

Substituindo os valores, teremos -

20000 = 1· Z· 10· 4

20000 = 40 Z

Z = 500 L/s

A cada segundo jorra do tubo um volume de 500 litros.