Teste Pós-Aula 3_ Revisão da tentativa

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Painel / Meus cursos / Hidraulica_2021.2 / MÓDULO 3 - Perda de carga localizada / Teste Pós-Aula 3
Iniciado em Monday, 8 Nov 2021, 13:33
Estado Finalizada
Concluída em Tuesday, 9 Nov 2021, 23:08
Tempo
empregado
1 dia 9 horas
Avaliar 2,00 de um máximo de 2,00(100%)
Questão 1
Correto
Atingiu 0,05 de 0,05
Questão 2
Correto
Atingiu 0,05 de 0,05
A passagem direta em tês apresenta coeficiente de perda de carga K menor que a saída lateral.
Escolha uma opção:
Verdadeiro 
Falso
Na passagem direta em um Tê, não há alteração na direção do escoamento, consequentemente, a perda de carga é muito inferior à da saída
lateral, quando há uma mudança de 90°.
 
(fonte: www.tigre.com.br) 
A resposta correta é 'Verdadeiro'.
Registros do tipo "gaveta" oferecem um controle mais gradual da perda de carga que os do tipo borboleta.
Escolha uma opção:
Verdadeiro
Falso 
A resposta correta é 'Falso'.
http://177.153.50.3/moodle/my/
http://177.153.50.3/moodle/course/view.php?id=20
http://177.153.50.3/moodle/course/view.php?id=20&section=6
http://177.153.50.3/moodle/mod/quiz/view.php?id=1328
http://www.tigre.com.br/
Questão 3
Correto
Atingiu 0,05 de 0,05
O conceito de comprimento equivalente torna mais prática o cálculo de perda de carga em tubulações com muitas conexões. Neste método,
o acessório é comparado ao comprimento de tubulação que ocasionaria a mesma perda de carga.
Escolha uma opção:
Verdadeiro 
Falso
A perda de carga localizada pode ser calculada pela fórmula cinemática:
onde K é a constante correspondente ao acessório. 
A perda de carga distribuída, de acordo com a equação de Darcy-Weisbach, é dada por
Um trecho com comprimento equivalente é aquele que provoca a mesma perda de carga, ou seja: 
 
A resposta correta é 'Verdadeiro'.
= K  ,hploc
V 2
2g
= L  .hpdist
f
D
V 2
2g
=hpdist hploc
→  L = K
f
D
V 2
2g
V 2
2g
→   = DLeq
K
f
Questão 4
Correto
Atingiu 0,60 de 0,60
Uma instalação hidráulica com diâmetro de 50 mm e C=80 liga o reservatório A, cujo nível d'água (N.A.) está a 54 m, ao reservatório B, com
N.A. em 44 m, tendo um comprimento total 42 m. Entre os dois, tem-se as seguintes perdas localizadas:
- entrada da tubulação: L = 0,7 m;
- saída da tubulação: L =  1,5 m;
- um cotovelo 90°: L =  1,7 m;
- duas curvas de 45°: L =  0,6 m (cada);
- um registro de ângulo, aberto: L =  8,6 m.
Determine, com formulações práticas, a vazão transportada em regime permanente.
Obs.: Selecione a unidade desejada.
Resposta: 0,00336  
eq
eq
eq
eq
eq
m3/s
Um escoamento atinge o equilíbrio, entrando em regime permanente, quando a diferença de energia entre os pontos à montante e jusante,
somada a possíveis bombas no trecho, se equipara às perdas de carga (distribuídas e localizadas). Assim:
Caso o diâmetro seja constante ao longo de todo o trecho, de acordo com a equação da continuidade, também será a vazão Q, a velocidade
V e, consequentemente, a perda de carga unitária J. Além disso, considerando as perdas localizadas através do método dos comprimentos
equivalentes (método mais prático), teremos
 
O cálculo prático da perda de carga é através das equações empíricas. Em se tratando de diâmetro industrial (50 mm), utiliza-se a equação de
Hazen-Williams
que substituída na equação anterior dará
 
Isolando-se a vazão, que é a incógnita do problema:
  
 
Nos reservatórios, a velocidade do N.A. é desprezível e a pressão manométrica nula, portanto a diferença de energia entre eles é dada pela
diferença de cotas dos N.A.:
 
Quanto a perda localizada, a forma mais prática de considerá-la é através dos comprimentos equivalentes. A soma do comprimento real da
tubulação com os comprimentos equivalentes será
Δ =∑ +∑HAB JiLi Ki
V 2i
2g
Δ = J∑HAB Li
J = 10, 65 ⋅
Q1,85
⋅C1,85 D4,87
Δ = 10, 65 ⋅ ∑HAB
Q1,85
⋅C1,85 D4,87
Li
=Q1,85
Δ ⋅ ⋅HAB C
1,85 D4,87
10, 65 ⋅∑Li
→  Q =  (i)
Δ ⋅ C ⋅H 0,54
AB
D2,63
3, 59 ⋅ (∑ )Li
0,54
Δ = − = 54 − 44 = 10 mHAB zA zB
 
Substituindo-se, na equação (i), os valores obtidos :
 
A resposta correta é: 0,00336 m3/s
∑ = 13, 2 + 42 = 55, 2 mLi
Q = 0, 00336 m³/s = 3, 36 L/s = 12, 1 m³/h
Questão 5
Correto
Atingiu 0,40 de 0,40
Uma instalação hidráulica com diâmetro de 50 mm e C=80 liga o reservatório A, cujo nível d'água (N.A.) está a 55 m, ao reservatório B, com
N.A. em 41 m, tendo um comprimento total 46 m. Entre os dois, tem-se as seguintes perdas localizadas:
- entrada da tubulação: L = 0,7 m;
- saída da tubulação: L =  1,5 m;;
- um cotovelo 90°: L =  1,7 m;;
- duas curvas de 45°: L =  0,6 m; (cada);
- um registro de ângulo, aberto: L =  8,6 m;.
Determine, utilizando a equação de Hazen-Williams, a vazão transportada em regime permanente.
Obs.: Selecione a unidade desejada.
Resposta: 0,00387  
eq
eq
eq
eq
eq
m3/s
Um escoamento atinge o equilíbrio, entrando em regime permanente, quando a diferença de energia entre os pontos à montante e jusante,
somada a possíveis bombas no trecho, se equipara às perdas de carga (distribuídas e localizadas). Assim:
.
Caso o diâmetro seja constante ao longo de todo o trecho, de acordo com a equação da continuidade, também será a vazão Q, a velocidade
V e, consequentemente, a perda de carga unitária J. Além disso, considerando as perdas localizadas através do método dos comprimentos
equivalentes, teremos
.
 
A perda de carga unitária será calculada pela equação de Hazen-Williams
que substituída na equação anterior dará
 
Isolando-se a vazão, que é a incógnita do problema:
(i) 
 
 
Nos reservatórios, a velocidade do N.A. é desprezível e a pressão manométrica nula, portanto a diferença de energia entre eles é dada pela
diferença de cotas dos N.A.:
Δ =∑ +∑HAB JiLi Ki
V 2i
2g
Δ = J∑HAB Li
J = 10, 65 ⋅
Q1,85
⋅C1,85 D4,87
Δ = 10, 65 ⋅ ∑HAB
Q1,85
⋅C1,85 D4,87
Li
=Q1,85
Δ ⋅ ⋅HAB C
1,85 D4,87
10, 65 ⋅∑Li
→
Q =
Δ ⋅C ⋅H 0,54
AB
D2,63
3, 59 ⋅ (∑ )Li
0,54
Δ = − = 55 − 41 = 14 mHAB zA zB
 
A soma do comprimento real da tubulação com os comprimentos equivalentes será
 
Substituindo-se, na equação (i), os valores obtidos :
 
A resposta correta é: 0,00388 m3/s
∑ = 13, 2 + 46 = 59, 2 mLi
Q = 0, 00388 m³/s = 3, 88 L/s = 14 m³/h
Questão 6
Correto
Atingiu 0,40 de 0,40
A ligação entre o reservatório R , na cota Z = 54 m, e o reservatório R , na cota Z = 42 m é feita pela tubulação de PVC (C = 150 e ε = 0,01
mm) e 50 mm de diâmetro, representada pela figura abaixo.
Considere as seguintes singularidades:
entrada de borda em canalização: L = 2,3 m;
joelho 90°: L = 3,2 m (cada);
joelho 45°: L = 1,3 m (cada);
registro de gaveta aberto: L = 0,7 m;
saída de canalização: L = 3,2 m.
 Calcule, da maneira mais simples possível, a vazão transportada em regime permanente em L/s.
 
 
 
 
Resposta: 6,89 
1 1 2 2
eq
eq
eq
eq
eq
 
 
 
Em regime permanente, deve ocorrer o equilíbrio representado pela equação
 onde
como, no N.A. dos reservatórios, V = 0 e p = 0:
 e 
e
 A forma mais simples de se calcular a perda de carga é pela equação de Hazen-Williams:
 
O comprimento equivalente total, considerando tubulação e perdas localizadas, será:
 
= + ΔH1 H2 H12
= + +H1
P1
γ
V 2
2g
Z2
=H1 Z1 =H2 Z2
Δ = − = 12 mH12 Z1 Z2
H12
Δ = L ⋅ 10, 65 ⋅H12
Q1,85
C1,85D4,87
L = 1 + 14 + 6 + 22 + 2, 3 + 3, 2 + 2 ⋅ 1, 3 + 0, 7 + 3, 2 = 55 m
Então, a partir da equação H-W, a vazão pode ser calculada por
 
 
A resposta correta é: 6,89
Q = C ⋅ = 6, 89 L/s( )
Δ ⋅H12 D
4,87
10, 65 ⋅L
1
1,85
Questão 7
Correto
Atingiu 0,45 de 0,45
Uma bomba recalca água potável através de uma adutora antiga de FoFo com DN 200 mm e 278 m de comprimento. A empresa responsável
pelo sistema resolveu instalar uma nova tubulação em PVC, mantendo a antiga, em um traçado com comrimento de 334 m. 
Qual é o diâmetro teórico, em mm, da nova tubulação para que a perda de carga seja a metade do sistema antigo, comparando-se com uma
mesma vazão?
Obs.:
calcule da maneira mais prática
despreze as perdas localizadas e de sucção
a tubulação antiga tem diâmetrointerno de 209,2 mm, = 0,5 mm  e = 90
a tubulação nova é de PVC DEFoFo, com = 150 
Dica: assuma um comprimento e qualquer para a linha equivalente (ex.: iguais aos da linha antiga). 
Resposta: 132 
ε C
C
C
O cálculo mais prático da perda de carga é feito através das fórmulas empíricas. Em se tratando de diâmetro industrial, a mais utilizada é a de
Hazen-Williams (H-W). Sendo assim, podemos escrevê-la para duas situações: apenas a linha antiga (situação A) e a linha antiga em paralelo
com a nova (situação B):
hpA = 10, 65
LAQ
1 , 85
A
C1 , 85A D
4 , 87
A
hpB = 10, 65
LBQ
1 , 85
B
C1 , 85B D
4 , 87
B
O enunciado especifica que a comparação de perda de carga deve ser feita para uma mesma vazão, ou seja, QA = QB. Seguindo a dica, o que
é consistente pela proporcionalidade das fórmulas D-W e de dutos em paralelo, adotaremos mesmo comprimento e C para as duas
situações, então LA = LB e CA = CB. Sendo assim, dividindo as duas equações anteriores:
hpA
hpB
=
D4 , 87B
D4 , 87A
Conforme o enunciado, a perda de carga deve cair pela metade, então hpA /hpB = 2. Aplicando essa relação na equação anterior: 
D4 , 87B = 2D
4 , 87
A
 
→ DB = 1, 15 ⋅ DA = 1, 15 ⋅ 0, 2092 = 0, 241 m
O diâmetro da situação B (dois dutos em paralelo) também é obtido pela equação
CBD
2 , 63
B
L0 , 54B
= ∑
CiD
2 , 63
i
L0 , 54i
=
Ca ç oD
2 , 63
a ç o
L0 , 54a ç o
+
CPVCD
2 , 63
PVC
L0 , 54PVC
→
CPVCD
2 , 63
PVC
L0 , 54PVC
=
CBD
2 , 63
B
L0 , 54B
−
Ca ç oD
2 , 63
a ç o
L0 , 54a ç o
Com os dados fornecidos e, mais uma vez, seguindo a dica do enunciado, adoraremos CB = Ca ç o = 90, LB = La ç o = 278 m:
→
150 ⋅ D2 , 63PVC
3340 , 54
=
90 ⋅ (0, 241)2 , 63
2780 , 54
−
90 ⋅ ((0, 2092)2 , 63
2780 , 54
= 0, 1021 − 0, 072 = 0, 0317
→ D2 , 63PVC = 0, 00488
→ DPVC = 0, 132 m = 132 mm
A resposta correta é: 132
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Apresentação da Aula 4 (PDF) ►
http://177.153.50.3/moodle/mod/url/view.php?id=1327&forceview=1
http://177.153.50.3/moodle/mod/pdfannotator/view.php?id=1533&forceview=1