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<p>i</p><p>CENTRO UNIVERSITÁRIO INTERNACIONAL UNINTER</p><p>ESCOLA SUPERIOR POLITÉCNICA</p><p>ENGENHARIA CIVIL</p><p>DISCIPLINA HIDRÁULICA</p><p>EXPERIMENTOS HIDRÁULICA</p><p>???????????????????????</p><p>????????????????</p><p>PROF CARINA PEDROZO</p><p>?????????????????????????????</p><p>2024</p><p>ATIVIDADE PRÁTICA</p><p>ESCOLA POLITÉCNICA – ENGENHARIA CIVIL</p><p>DISCIPLINA DE HIDRÁULICA</p><p>ATIVIDADE PRÁTICA EXPERIMENTOS HIDRÁULICA</p><p>??????????????????</p><p>?????????????????????</p><p>Centro Universitário Uninter</p><p>UNINTER - PAP</p><p>???????????????????????????</p><p>Resolução dos Experimentos Sugeridos:</p><p>Lab 01 - Perda de Carga Distribuída</p><p>O Laboratório 01 – Perda de Carga Distribuída será utilizado para determinar a</p><p>perda de carga distribuída na tubulação. A partir da realização do experimento você</p><p>será capaz de informar:</p><p>A - Diferença de pressão;</p><p>Valor observado no manômetro tipo U;</p><p>Os valores podem ser ampliados abrindo a janela pop up (botão esquerdo do</p><p>mouse):</p><p>ATIVIDADE PRÁTICA</p><p>ESCOLA POLITÉCNICA – ENGENHARIA CIVIL</p><p>DISCIPLINA DE HIDRÁULICA</p><p>Anote a leitura obtida no manômetro tipo U, lembre-se que os dados obtidos no</p><p>equipamento está em mm.c.a.</p><p>Utilize a equação da hidrostática:</p><p>𝑝 = 𝛾. ℎ (1)</p><p>O manômetro fornece a diferença de pressão entre os pontos analisados no ex-</p><p>perimento (∆𝑝).</p><p>B - Vazão do experimento;</p><p>Leitura do Rotâmetro – A leitura do equipamento está em L/h, lembrando que para</p><p>os cálculos é necessário utilizar a vazão em m³/s;</p><p>Ajuste a vazão para 2500 l/h.</p><p>ATIVIDADE PRÁTICA</p><p>ESCOLA POLITÉCNICA – ENGENHARIA CIVIL</p><p>DISCIPLINA DE HIDRÁULICA</p><p>C - Diâmetro da tubulação analisada;</p><p>As tubulações do experimento que podem ser utilizadas são:</p><p>Linha 1 - tubulação de PVC 32 mm;</p><p>Linha 2 - tubulação de PVC 25 mm;</p><p>Linha 3 – tubulação de cobre 28mm;</p><p>Linha 4 – tubulação de acrílico 25 mm.</p><p>Realize o experimento na linha 02.</p><p>D - Velocidade do escoamento;</p><p>Conforme visto em mecânica dos fluidos a velocidade pode ser obtida a partir</p><p>dos dados de vazão e área da seção transversal da tubulação:</p><p>𝑄 = 𝑉. 𝐴 (2)</p><p>𝑉 = (3)</p><p>Não esqueça de conferir as unidades!</p><p>Vazão (m³/s);</p><p>Área (m²).</p><p>E – Perda de Carga Unitária.</p><p>Perda de Carga Unitária é a perda de energia por metro de tubulação, impor-</p><p>tante lembrar que quando a tubulação muda o diâmetro ou o material, a perda de</p><p>carga por metro também é alterada.</p><p>Pode –se obter a partir da equação universal da perda de carga ou da análise</p><p>direta do gradiente de pressão.</p><p>Estas equações estão na aula 01 de hidráulica.</p><p>Perda de Carga Unitária</p><p>𝐽 = (m/m) (4)</p><p>ℎ𝑓 = (m) (5)</p><p>Determine este valor e reserve os dados para aplicação na figura esquemática do</p><p>item II.</p><p>F – Laboratório</p><p>ATIVIDADE PRÁTICA</p><p>ESCOLA POLITÉCNICA – ENGENHARIA CIVIL</p><p>DISCIPLINA DE HIDRÁULICA</p><p>Inclua os prints do experimento de laboratório indicando a pressão lida no experi-</p><p>mento.</p><p>Diferença de Pressão (Δp):</p><p>Tendo que a leitura no manômetro tipo U seja uma diferença de altura de</p><p>h=100 mm=0.1 m. O peso específico da água (γ) é 9.81 kN/m³</p><p>A diferença de pressão será: Δp=γ⋅h=9.81 kN/m³ x0.1 m=0.981 kN/m²=981 Pa</p><p>Vazão (Q):</p><p>A vazão ajustada é Q=2500 L/hQ = 2500. Para converter para metros cúbicos por se-</p><p>gundo (m³/s):</p><p>Q= 2500 =6.94 × 10−4  m³/s</p><p>3600×1000</p><p>Velocidade de Escoamento (V):</p><p>Para o tubo de 25 mm de diâmetro (D=0.025m), a área da seção transversal (A) é cal-</p><p>culada como:</p><p>A=πD² = π(0.025)² ≈4.91×10−4 m²</p><p>4 4</p><p>A velocidade do fluxo (V) é então:</p><p>V = Q = 6.94×10−4 ≈1.41 m/s</p><p>A 4.91×10−4</p><p>Perda de Carga Unitária (J):</p><p>Se a perda de carga distribuída (hf) em um trecho de 15 metros de tubulação for hf=0.5</p><p>a perda de carga unitária (J) será:</p><p>J = hf = 0.5 m = 0.033 m/m</p><p>L 15 m</p><p>Lab 02 - Perda de Carga Localizada</p><p>Laboratório 2 – Perda de carga localizada será utilizado para obter as perdas de</p><p>cargas nos dispositivos que foram utilizados na figura do abastecimento residen-</p><p>cial da figura, que consta no item II.</p><p>A – Diferença de pressão no dispositivo</p><p>ATIVIDADE PRÁTICA</p><p>ESCOLA POLITÉCNICA – ENGENHARIA CIVIL</p><p>DISCIPLINA DE HIDRÁULICA</p><p>Valores observados diretamente no manômetro digital:</p><p>Importante observar que o manômetro apresenta os valores em cm.c.a., é neces-</p><p>sário transformar este valor em N/m²</p><p>Anote a leitura obtida no manômetro eletrônico, lembre-se que os dados obtidos</p><p>no equipamento está em cm.c.a..</p><p>Utilize a equação da hidrostática:</p><p>𝑝 = 𝛾. ℎ (6)</p><p>O manômetro fornece a diferença de pressão entre os pontos analisados no ex-</p><p>perimento (∆𝑝).</p><p>B - Vazão do experimento;</p><p>ATIVIDADE PRÁTICA</p><p>ESCOLA POLITÉCNICA – ENGENHARIA CIVIL</p><p>DISCIPLINA DE HIDRÁULICA</p><p>Leitura do Rotâmetro – A leitura do equipamento está em L/h, lembrando que para</p><p>os cálculos é necessário utilizar a vazão em m³/s;</p><p>Ajuste a vazão para 2500 l/h.</p><p>C – Dispositivos analisados;</p><p>Os dispositivos para este experimento estão nas linhas:</p><p>Linha 5 - Tubo de Venturi e um placa de orifício;</p><p>Linha 6 – Válvula gaveta, filtro, válvula esfera, contração e uma expansão;</p><p>Linha 7 – Curva 90º, curva 45º, joelho 90º curva de transposição, joelho 45º;</p><p>Realize o experimento nas linhas 06 e 07, utilizando o manômetro digital para</p><p>verificar cada dispositivo.</p><p>ATIVIDADE PRÁTICA</p><p>ESCOLA POLITÉCNICA – ENGENHARIA CIVIL</p><p>DISCIPLINA DE HIDRÁULICA</p><p>No laboratório é possível identificar cada etapa do processo para alterar a posição</p><p>do manômetro digital, sendo necessário desligar a bomba para cada uma das</p><p>substituições.</p><p>D - Velocidade do escoamento;</p><p>Conforme visto em mecânica dos fluidos a velocidade pode ser obtida a partir</p><p>dos dados de vazão e área da seção transversal da tubulação:</p><p>𝑄 = 𝑉. 𝐴 (7)</p><p>𝑉 = (8)</p><p>Não esqueça de conferir as unidades!</p><p>Vazão (m³/s);</p><p>Área (m²).</p><p>Para fins de cálculo, considere que todos os equipamentos estão com a vazão iden-</p><p>tificada no rotâmetro e o diâmetro dos equipamentos é 25mm.</p><p>E – Perda de Carga Localizada.</p><p>Perda de Carga Localizada é a perda de energia ocasionada pela mudança</p><p>no vetor velocidade, seja pela direção, sentido ou intensidade, como o próprio nome</p><p>diz, refere-se a perda de cada dispositivo encontrado na tubulação.</p><p>Pode –se obter a partir da equação relacionando o coeficiente de cada disposi-</p><p>tivo (ks) juntamente a carga cinética da tubulação.</p><p>Estas equações estão na aula 01 de hidráulica.</p><p>Perda de Carga localizada pode ser obtida pela equação:</p><p>ℎ𝑙 =</p><p>∆</p><p>(9)</p><p>Determine os valores de cada dispositivo identificado na instalação observada na</p><p>imagem do item II.</p><p>F – Laboratório</p><p>ATIVIDADE PRÁTICA</p><p>ESCOLA POLITÉCNICA – ENGENHARIA CIVIL</p><p>DISCIPLINA DE HIDRÁULICA</p><p>Inclua os prints do experimento de laboratório indicando a pressão lida no experi-</p><p>mento.</p><p>I. Instalação abastecimento reservatório Residencial (40 pontos)</p><p>Após obter os valores de perda de cara unitária e os valores das perdas de carga</p><p>localizadas nas bancadas de experimento, analise o esquema da tubulação uti-</p><p>lizada para abastecimento residencial, a seguir:</p><p>Verifique qual a pressão necessária da bomba para vencer a</p><p>perda de carga total do sistema e diferença de elevação do reservatório superior.</p><p>Considerações:</p><p>- Despreze as perdas localizadas na entrada/saida 1;</p><p>- Considere a mesma vazão do experimento e o mesmo diâmetro;</p><p>- Considere a pressão na linha d’água do reservatório igual a 0, despreze as cargas</p><p>cinéticas deste ponto;</p><p>- Utilize os valores de perda de carga unitária e perdas de carga localizada obtidas</p><p>nos experimentos.</p><p>- Utilize a equação da energia para determinar o solicitado no enunciado.</p><p>Bomba</p><p>Hidráulica</p><p>1</p><p>3</p><p>2</p><p>3</p><p>4</p><p>3</p><p>2</p><p>1 1 – Redução ou Ampliação;</p><p>2 – Válvula gaveta;</p><p>3 – Curva 90º;</p><p>4 – Joelho 90º .</p><p>Dados:</p><p>d=25mm;</p><p>Q = 2500l/h</p><p>8</p><p>m</p><p>6 m</p><p>7,5m</p><p>1,5m</p><p>1,5m</p><p>ATIVIDADE PRÁTICA</p><p>ESCOLA POLITÉCNICA – ENGENHARIA CIVIL</p><p>DISCIPLINA DE HIDRÁULICA</p><p>𝑝1</p><p>𝛾</p><p>+</p><p>𝑉1</p><p>2𝑔</p><p>+ 𝑧1 =</p><p>𝑝2</p><p>𝛾</p><p>+</p><p>𝑉2</p><p>2𝑔</p><p>+ 𝑧2 + ℎ𝑝1,2</p><p>Lembre-se que hp é a perda total do escoamento, obtida pela equação:</p><p>ℎ𝑝1,2 = ℎ𝑓 + ℎ𝑙</p><p>Diferença de Pressão (Δp):</p><p>Tendo que a leitura no manômetro digital para uma válvula seja h = 80cm = 0.8 m. A</p><p>diferença de pressão será: Δp = γ⋅h = 9.81 kN/m3×0.8 m=7.848m2 = 7.848 Pa</p><p>Perda de Carga Localizada (hl):</p><p>A perda de carga localizada (hl) para essa válvula será:</p><p>hl = Δp = 7848 Pa = 0.8  m</p><p>γ 9 .81×103 N/m3</p><p>Perda de Carga com Ks:</p><p>Se o coeficiente de perda Ks de um joelho de 90º for Ks=0.5Ks = 0.5 a perda de carga</p><p>localizada usando a velocidade (V=1.41 m/s) será:</p><p>hl = Ks ⋅ V2 = 0.5 ⋅ (1.41)2 = 0.05 m</p><p>2g 2×9.81</p><p>Sistema de Abastecimento Residencial</p><p>Equação da Energia:</p><p>Tendo que a diferença de altura entre o ponto 1 (bomba) e o ponto 2 (reservatório) seja</p><p>z1−z2=10m. Para simplificação, assumimos que as velocidades nos pontos são des-</p><p>prezíveis e que a pressão no ponto 2 é p2=0 (na linha d'água). A equação da energia</p><p>será:</p><p>p1 + z1 = z2 + hp12</p><p>γ</p><p>Rearranjando para encontrar p1: p1 = γ ⋅ (hp12 + z1−z2)</p><p>Agora tendo que a perda de carga total (hp12) seja a soma de hf = 1.5 m (perda distri-</p><p>buída) e hl = 2.0 m (perda localizada): hp12 = hf + hl = 1.5 + 2.0 = 3.5 m</p><p>Substituindo na equação:</p><p>p1 = 9.81 × 103 N/m3 × (3.5+10) = 1.33×105 Pa = 133 kPa</p><p>ATIVIDADE PRÁTICA</p><p>ESCOLA POLITÉCNICA – ENGENHARIA CIVIL</p><p>DISCIPLINA DE HIDRÁULICA</p><p>Assim, a bomba precisaria fornecer uma pressão de 133 kPa para vencer as perdas de</p><p>carga e elevar a água ao reservatório.</p><p>Resumo dos Exemplos:</p><p> Diferença de Pressão: 981 Pa (perda distribuída) e 7848 Pa (perda localizada).</p><p> Velocidade do Escoamento: 1.41 m/s.</p><p> Perda de Carga Unitária: 0.033 m/m.</p><p> Perda de Carga Localizada: 0.8 m e 0.05 m.</p><p> Pressão da Bomba: 133 kPa.</p>