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1.5 Fórmulas Práticas a) Fórmula de Hazen-Williams (usada para tubulações acima de 2” ou 50 mm) 54,063,2 JDC278531,0Q Que pode ser transformada em: 87,485,1 85,1 DC Q641,10 J Onde: Material da tubulação C Aço 135 Aço galvanizado 125 Onde: Q é a vazão em m3/s D é o diâmetro em metros J é a perda de carga unitária em metros por metro de tubulação C é o coeficiente que depende da natureza do material empregado e das condições das paredes internas Para C = 100 (valor mais usual) 87,4 85,1 D Q00212,0 J Aço galvanizado 125 Cobre, chumbo, latão 130 PVC, vidro 140 Ferro fundido revestido 130 Ferro fundido novo 125 Ferro fundido usado 90 Concreto 120 b) Fórmula de Fair – Whipple – Hsiao (recomendada para diâmetros menores que 50 mm) Tubo de aço galvanizado conduzindo água fria: 88,4 88,1 D Q002021,0 J Tubo de aço cobre ou latão conduzindo água fria: 75,4 75,1 D Q00086,0 J Tubo de aço cobre ou latão conduzindo água quente: 75,1Q00069,0 J Tubo de aço cobre ou latão conduzindo água quente: 75,4D Q00069,0 J 1.6 Envelhecimento dos tubos 1.6 Velocidades Médias Recomendáveis •Menor velocidade -> maior diâmetro -> mais caro inicialmente •Maior velocidade -> menor diâmetro -> mais vibração, dificuldade de manobra, mais perda de carga distribuída e localizada Valores práticos: •Água com matéria em suspensão > 0,6 m/s s/m4maxVeD14V •Água com matéria em suspensão > 0,6 m/s •0,55 < estações elevatórias de água < 2,40 m/s •Redes de distribuição de água Vmax = 0,6 + 1,5D •Instalações prediais Valor do coeficiente de atrito f de tubos de ferro fundido e aço conduzindo água fria Diâmetro [mm] Tubos novos Tubos velhos No diagrama de moody não temos o valor de k para tubos usados de ferro fundido. Recorre-se então para tabelas em manuais de hidráulica (azevedo neto vol 1 pag 128). Desta tabela retira-se o valor de f = 0,050 Valor do coeficiente de atrito f de tubos de ferro Exemplo 4: De um lago com nível de água na cota 1480,00 m, parte uma adutora de tubos de ferro fundidos usados com 650 m de comprimento e 100 mm de diâmetro conduzindo água para um reservatório cujo nível de água tem cota de 1465,65 m. Determine a vazão e a velocidade média de escoamento. Dados: D = 0,1 m L = 650 m hf = 1480 – 1465,65 = 14,35 m Diâmetro [mm] Tubos novos Tubos velhos 50 0,027 0,059 100 0,026 0,050 200 0,024 0,044 300 0,022 0,042 400 0,021 0,040 500 0,019 0,037 600 0,018 0,032 fundido e aço conduzindo água fria Diâmetro [mm] Tubos novos Tubos velhos 50 0,027 0,059 100 0,026 0,050 200 0,024 0,044 300 0,022 0,042 400 0,021 0,040 500 0,019 0,037 600 0,018 0,032 Desta tabela retira-se o valor de f = 0,050 Exemplo 5: Certa adutora fornece 370 l/s através de uma tubulação com 600 mm de diâmetro montada com tubos de ferro fundido velhos. Determine a perda de carga desta tubulação de 300 metros. Da tabela acima f = 0,032 Exemplo 6: Para projetar o abastecimento de uma pequena cidade foram colhidos os seguintes dados: População de 15 mil habitantes no fim do alcance do projetoPopulação de 15 mil habitantes no fim do alcance do projeto Consumo per capita de 150 litros por hab por dia Coeficiente do dia de maior consumo k1 e coeficiente da hora de maior consumo k2 = 1,2 Comprimento da adutora 5300 m Cota do NA do manancial 980,65 m Cota do NA do reservatório 940,36 m
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