Escoamento em condutos forçados PROFESSOR CLEBER ALBUQUERQUE

(PARTE 2)

Perda de Carga LocalizadaAdicionalmente às perdas de cargas contínuas, temos as perdas de cargas chamadas “localizadas”, causadas por:

CurvasJunçõesVálvulasMedidores...

Importante! A PERDA DE CARGA LOCALIZADA É CONSIDERADA “INSIGNIFICANTE” PARA TUBULAÇÕES MUITO LONGAS.

EM INSTALAÇÕES PREDIAIS, A PERDA DE CARGA LOCALIZADA É MAIS IMPORTANTE QUE A CONTÍNUA PELA GRANDE QUANTIDADE DE CONEXÕES E APARELHOS.

PERDA DE CARGA LOCALIZADA

Fórmula de Colebrook & White Os valores de K geralmente são obtidos experimentalmente e aparecem como valores “constantes” para uma mesma peça e nº Rey > 500000:

PEÇA K PEÇA K

Ampliação gradual 0,30 Pequena derivação 0,03

Comporta aberta 1,00 Redução gradual 0,15*

Controlador de vazão 2,50 Saída de canalização 1,00

Cotovelo de 45° 0,40 T de passagem direta 0,60

Cotovelo de 90° 0,90 T de saída bilateral 1,80

Crivo 0,75 T de saída de lado 1,30

Curva de 22,5° 0,10 Válvula borboleta aberta 0,30

Curva de 45° 0,20 Válvula de ângulo aberta 5,00

Curva de 90° 0,40 Válvula de gaveta aberta 0,20

Entrada de borda 1,00 Válvula de pé 1,75

Entrada normal 0,50 Válvula de retenção 2,50

Junção 0,40 Válvula globo aberta 10,00

Medidor venturi 2,50**

*relativo à maior velocidade** relativo à velocidade na tubulação

Exemplo Uma tubulação de 9km de comprimento, 300mm de diâmetro e 0,03mm de rugosidade média, conduz água do reservatório R1, para o reservatório R2, cujos níveis de água estão 235,00m 100,00m acima do datum. Calcular a vazão escoada, admitindo os níveis de água nos reservatórios constantes e a viscosidade da água igual a 1,13 x 10-6 m²/s. admita a ocorrência das seguintes peças e aparelhos na tubulação que interliga os reservatórios:

- 8 curvas 90°

- 4 curvas 45°

- 1 válvula borboleta

- 1 entrada de borda

- 1 saída de canalização.

LEMBRETE! Passos a serem seguidos para o método iterativo:

1) admitir perda de carga contínua igual a perda de carga total;

2) calcular a velocidade U

3) Calcular a perda de carga localizada com o valor de U encontrado

4) calcular perda de carga localizada mais perda de carga contínua

5) se for diferente da perda de carga total este somatório, subtrair a perda de carga localizada do total e retornar ao cálculo da velocidade U (passo 2)

Pré dimensionamento das tubulações

Importância:

a velocidade de escoamento do líquido influencia na deposição de sedimentos;

incrustações provocam retenção de ar nas tubulações e aumentam a perda de carga

uma rede mal dimensionada pode provocar fenômenos de cavitação e golpe de aríete, provocando ruído, vibrações e choques que danificam mais as instalações

* PELA NBR 5626/98 UMA INSTALAÇÃO HIDRÁULICA PREDIAL DEVE TER Umáx = 3,0m/s

CONDUTOS EQUIVALENTES Importante: um conduto é equivante a outro(s) quando transporta a mesma vazão sob a mesma perda de carga.

Informações adicionais O método de tubos equivalentes é utilizado para facilitar a análise dos sistemas compostos por diversos tubos em série ou em paralelo.

Um tubo equivalente é um tubo hipotético que produz a mesma perda de carga que dois ou mais tubos em série ou em paralelo para a mesma descarga.

As expressões apresentadas para tubos equivalentes consideram somente as perdas causadas por atrito.

Considere os tubos 1 e 2 apresentados na figura.

Desejamos encontrar um único tubo, E, que seja hidraulicamente equivalente aos tubos 1 e 2 em série. Para que os dois sistemas apresentados na figura sejam equivalentes, desprezando a perda de carga causada pelas expansões e contrações do tubo, devemos ter e

Condutos em série

Condutos em paralelo

Considere o sistema apresentado na figura abaixo.

Imagine que desejamos determinar um único tubo que seja equivalente aos tubos 1 e 2 em paralelo. Os dois sistemas serão equivalentes se e

Exercício Uma adutora interliga dois reservatórios cuja diferença de nível é 15,0m. Esta adutora é composta por dois trechos ligados em série, sendo o primeiro de 1000m de extensão e diâmetro 400mm e o outro com 800m de comprimento e 300mm de diâmetro, ambos os trechos com coeficiente de perda de carga da formula universal de 0,020. desconsiderando as perdas de carga localizadas, pede-se:

A) determinar a vazão escoada; B) calcular a nova vazão se for instalada, paralelamente ao trecho 2, uma tubulação de 900m de comprimento com 250mm de diâmetro e com o mesmo coeficiente de perda de carga (f=0,020).