Hidráulica Aplicada Aula 4

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HIDRÁULICA APLICADA
PERDA DE CARGA LOCALIZADA EXPRESSÃO GERAL
NETTO, 1973
PERDA DE CARGA DEVIDO A ALARGAMENTO BRUSCO
Em qualquer alargamento brusco de seção, há uma perda de carga local medida pela altura cinética correspondente á perda de velocidade
NETTO, 1973
PERDA DE CARGA NA ENTRADA DE UMA CANALIZAÇÃO (SAÍDA DE RESERVATÓRIO)
PERDA DE CARGA NA SAÍDA DE UMA CANALIZAÇÃO (ENTRADA EM RESERVATÓRIO)
Fig 1 K = 0,9 – 1
Fig 2 k = 1
Fig 1 
Fig 2 
NETTO, 1973
PERDA DE CARGA NA CURVATURA DE TUBOS
Demanda simultânea de energia (pressão e velocidade) pode causar separação entre a corrente e a parede interna 
O desnível de pressão na curvatura cria uma corrente secundária
Transversal a velocidade axial formam um par de fluxos espirais que persistem ao longo de 100 diâmetros
PERDA DE CARGA NA CURVATURA DE TUBOS
PERDA DE CARGA NA CURVATURA DE TUBOS
A perda de carga produzida na curvatura é dependente da razão entre o raio da curvatura (R) e o diâmetro do tubo (D)
Para uma curvatura lisa de 90°, os valores de Kb para valores de R/D
NETTO, 1973
PERDA DE CARGA EM VÁLVULAS DE GAVETA
Totalmente aberta K = 0,1 – 0,4 normalmente = 0,2
Parcialmente aberta
s/S relação de áreas efetivas
NETTO, 1973
PERDA DE CARGA EM VÁLVULAS DE BORBOLETA
O valor de K dependerá do ângulo de abertura
NETTO, 1973
PERDA DE CARGA EM CONTRAÇÃO BRUSCAS TUBOS
Sendo
PERDA DE CARGA EM CONTRAÇÃO GRADUAL DE TUBOS
Transição gradual de tubos conhecida como redutor
Os valores de variam com o ângulo de transição α e a razão de área A2/A1
PERDA DE CARGA EM CONTRAÇÃO GRADUAL DE TUBOS
NETTO, 1973
PERDA DE CARGA DEVIDO AO ALARGAMENTO GRADUAL DA TUBULAÇÃO
NETTO, 1973
PERDA DE CARGA EM TÊS E JUNÇÕES
NETTO, 1973
EXERCÍCIO 1
Uma canalização de ferro dúctil com 1800 m de comprimento e 300 mm de diâmetro está descarregando em um reservatório, 60 l/s. Calcular a diferença de nível entre a represa e o reservatório, considerando todas as perdas de carga. Verificar quanto as perdas locais representam da perda por atrito ao longo do encanamento (em%)
2 curvas de 90º; 2 curvas de 45º; 2 registros de gaveta
1º Passo calcular a velocidade
2º Passo a perda de carga localizada (K 90º = 0,4; K 45° = 0,2; KR = 0,2)
3º Passo a perda de carga da tubulação usando Hazen-Williams para C =100
EXERCÍCIO 1
1° Passo Velocidade
Parcela da velocidade
EXERCÍCIO 1
Curva de 90 = Nº de aparelhos x K x parcela velocidade = = 
Curva de 45 = Nº de aparelhos x K x parcela velocidade = = 
Registro = Nº de aparelhos x K x parcela velocidade = 
Saída da tubulação = 1 saída x K x parcela da velocidade = 
Entrada da tubulação = 1 entrada x k x parcela de velocidade =
Total =
EXERCÍCIO 1
Vazão Q em m³/s
Diâmetro D - m
Perda de carga distribuída
EXERCÍCIO 1
Perda de carga total = perda distribuída + perda localizada = 
Em porcentagem =
MÉTODO DOS COMPRIMENTOS VIRTUAIS
Uma canalização que compreende diversas peças especiais e outras singularidades, sob o ponto de vista de perdas de carga equivale a um encanamento retilíneo de comprimento maior
O método consiste em se adicionarem à expressão da canalização, para simples efeito de cálculo, comprimento tais que correspondam à mesma perda de carga que causariam as peças especiais existentes na canalização
NETTO, 1973
NETTO, 1973
NETTO, 1973
NBR 5626 - Instalação predial de água fria
NBR 5626 - Instalação predial de água fria
Para calcular o valor da perda de carga nos tubos, recomenda-se utilizar a equação universal, obtendo-se os valores das rugosidades junto aos fabricantes dos tubos. Na falta dessa informação, podem ser utilizadas as expressões de Fair-Whipple- Hsiao indicadas a seguir.
Para tubos rugosos (tubos de aço-carbono, galvanizado ou não):
J = 20,2 x 106 x Q 1,88 x d - 4,88
Para tubos lisos (tubos de plástico, cobre ou liga de cobre): (kPa/m)
Q litros/s e d em mm
J = 8,69 x 106 x Q1,75 x d - 4,75
Registro
Os registros de fechamento, geralmente utilizados na condição de passagem plena, apresentam perda de carga pequena que, para efeito deste procedimento, pode ser desconsiderada. Por outro lado, os registros de utilização apresentam elevada perda de carga, que deve ser cuidadosamente computada. A perda de carga em registro de pressão pode ser obtida através da seguinte equação:
Registro
Registros
Registros
Normalmente usar 0,3 m por registro de pressão 
não utilizar nada para registro de gaveta
EXERCÍCO 2
Analisar as perdas locais no ramal de 3/4” que abastece o chuveiro de uma instalação predial. Verificar qual a porcentagem dessas perdas em relação à perda por atrito ao longo do ramal
NETTO, 1973
Exercício 2
1 Tê com saída lateral = 1 x 1,4 = 1,4 m
5 Joelhos de 90° = 5 x 0,7 = 3,5 m
2 Registros de gaveta abertos = 2 x 0,1 = 0,2 m
1 Tê de passagem direta = 1 x 0,4 = 0,4 m
Total = 1,4 + 3,5 + 0,2 + 0,4 = 5,5 m (comprimento virtual)
Comprimento real = 0,35+1,65+1,5+0,5+0,2 + 1,1 = 5,3 m
Total = 5,5 + 5,3 = 10,8 m
J = 8,69 x 106 x Q1,75 x d - 4,75
Q = 14 L/min 14/60 = 0,23 L/s
hf = 10,8 x 0,045 = 0,48 m
Exercício 2
Total = 1,4 + 3,5 + 0,2 + 0,4 = 5,5 m (comprimento virtual)
Comprimento real = 0,35+1,65+1,5+0,5+0,2 + 1,1 = 5,3 m
Total = 5,5 + 5,3 = 10,8 m
J = 8,69 x 106 x Q1,75 x d - 4,75
Q = 14 L/min 14/60 = 0,23 L/s
hf = 10,8 x 0,045 = 0,48 m
REFERÊNCIAS
NETTO, JM Azevedo; ALVAREZ, Acosta Guillermo. Manual de hidráulica. 1973. 
HOUGHTALEN, Robert J.; AKAN, A. Osman; HWANG, Ned H. C.. Engenharia Hidráulica. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2012. 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5626: instalação predial de água fria. ABNT, 1998.