Aula 8 Perda de Carga Localizada Exemplo 3

Aula 8

Perda de Carga Localizada

Exemplo 3. 2 Uma mangueira de P. V. C. , com L=50 m de comprimento e D=50 mm de diâmetro, é ligada a um hidrante no qual a pressão é constante. Um bocal, segundo a forma de uma contração brusca, é acoplado à extremidade de saída para aumentar a energia cinética e proporcionar ao jato d’água um alcance maior. Supondo que o coeficiente de atrito na mangueira seja constante e igual a f=0, 020 e que o coeficiente de perda localizada no bocal, com relação ao trecho de menor diâmetro, segue os valores tabelados abaixo, determine o diâmetro d do bocal para qual se obtém o maior alcance do jato livre. (d/D)2 0, 1 K 0, 2 0, 3 0, 4 0, 5 0, 6 0, 7 0, 8 0, 9 1, 0 226 47, 8 17, 5 7, 8 3, 8 1, 8 0, 3 0, 09 0

50 mm Exemplo 3. 2 50 m D Q d

Exemplo 3. 2 Aplicando Bernoulli entre hidrante (seção 1) e saída do bocal (seção 2). Considerando; no mesmo nível, todas as perdas e a carga cinética no hidrante sendo desprezada, tem-se: Pela continuidade:

Exemplo 3. 2 Pela condição do problema, a pressão no hidrante é cte e o alcance do jato deve ser máximo, isto é, quando a velocidade de saída V 2 for máxima o termo entre colchetes passará por um valor mínimo assim: (d/D)2 0, 3 0, 4 K 47, 8 17, 5 7, 8 [1+20(d/D)4+K] 49, 6 20, 3 12, 0 0, 5 3, 8 9, 8 0, 6 0, 7 1, 8 0, 8 10, 0 11, 6

Método dos Comprimentos Equivalentes 3. 15 3. 16 Para tubos metálicos, aço galvanizado e ferro fundido tem-se

Comprimento Equivalente (Le) Le em n 0 de diâmetro de canalização (metálicas, ferro galvanizado e ferro fundido) Acessório Equação Figura CE (Le/D) (n 0 de diâmetros) Cotovelo 900 raio longo Le=0, 068+20, 96 D 22 Cotovelo 900 raio médio Le=0, 114+26, 56 D 28, 5 Cotovelo 900 raio curto Le=0, 189+30, 53 D 34 Cotovelo 450 Le=0, 013+15, 14 D 15, 4 Curva 900 R/D=1, 5 Le=0, 036+12, 15 D 12, 8

Comprimento Equivalente (Le) Le (m) P. V. C rígido ou cobre, conforme A. B. N. T Dext(mm) Ref. 25 -3/4 Joelho Curva Tê 900 900 450 Direto Lateral 1, 2 0, 5 0, 3 0, 8 2, 4 32 -1 1, 5 0, 7 0, 6 0, 4 0, 9 3, 1 40 -11/4 2, 0 1, 0 0, 7 0, 5 1, 5 4, 6

3, 5 m 1, 2 m Na figura a seguir a tubulação é P. V. C rígido, soldável, com 1” de diâmetro, e é percorrida por uma vazão de 0, 20 l/s de água. Os joelhos são de 900 e os registros de gaveta, abertos. No ponto A 2, 10 m abaixo do chuveiro, a carga de pressão é igual a 3, 3 mca. Determine a carga de pressão disponível imediatamente antes do chuveiro. Os tês estão fechados em uma das saídas. 0, 9 m Exemplo 3. 3 0, 2 l/s 3, 0 m A p(3, 3 mca)

Exemplo 3. 3 Acessório 3 Joelho 900 2 Registro gaveta aberto Tê passagem direta Tê lateral Comprimento real da linha Comprimento total Eq. 2. 48 Comprimento Equiv. (m) 3*1, 5=4, 5 2*0, 3=0, 6 0, 9 3, 1 8, 6 17, 7

Exemplo 3. 4 Na instalação hidráulica predial mostrada na figura a seguir, as tubulações são de aço galvanizado novo, os registro de gaveta são abertos e os cotovelos têm raio curto. A vazão que chega ao reservatório D é 38% maior que a que escoa contra a atmosfera no ponto C. Determine a vazão que sai do reservatório A, 5, 0 desprezando as cargas cinéticas. 3, 0 A 0, 3 m 11/2” 1, 0 m D 11/2” 6, 0 m B 1, 0 m 1” 6, 0 m C

Exemplo 3. 4

Exemplo 3. 4 Trecho BD Acessório Comp. Equi (m) Tê lateral (11/2”) Comp. Equi (m) 2, 587 2 cotovelos 900 2, 550 Reg. Gaveta 0, 175 Reg. Gaveta 0, 263 Saída canalização Comp. Real 0, 775 1, 133 6, 00 Saída canalização Comp. Real Comp. Total 9, 54 Comp. Total 13, 83 Trecho BC Acessório Tê Lateral (1 ½”) 7, 30

Exemplo 3. 4

Problema 3. 4 Em um distrito de irrigação, um sifão de 2” de diâmetro possui as dimensões indicadas na figura e é colocado sobre um dique. Estime a vazão esperada sob uma carga hidráulica de 0, 50 m e a carga de pressão disponível no ponto médio do trecho horizontal do sifão. Adote os seguintes coeficientes de perda localizada: entrada Ke = 0, 5, saída Ks = 1, 0 curva 450 K = 0, 2. Material da tubulação ferro fundido com revestimento asfáltico. Utilize a equação de Darcy-Weisbach. 1, 2 m 50, 5 50, 0 0, 5 m 1, 8 8 m 1, m 49, 5 Q Q

Problema 3. 4 Estimativa da velocidade média 1 a aproximação (sem perdas localizadas) Ferro fundido Tabela A 2 D = 50 mm J = 10, 42 m/100 m

Problema 3. 4 2 a aproximação (com perdas localizadas) Tabela A 1 ou f = 0, 0263 Se V = 2, 0 m/s Se V = 1, 5 m/s Tabela A 1 f = 0, 0268 Z = 0, 902 m 0, 50 m Z = 0, 513 m 0, 50 m

Problema 3. 4 Se f = 0, 0268 Se V = 1, 48 m/s Eq. Energia Ok!! Tabela A 1