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HIDRÁULICA Prof. Rodrigo Silva Campo Grande – MS Fevereiro de 2017 Exclusivamente pelo email: sgsilva.rodrigo@gmail.com CONTATO DO GREGO hydor (água) + aulos (Tubo, condução) “Estudo do comportamento da água em repouso ou em movimento.” HIDRÁULICA I - HIDRODINÂMICA II - ANÁLISE DE CONDUTOS FORÇADOS III - ANÁLISE DE CONDUTOS LIVRES IV - MÁQUINAS ELEVADORAS DE ÁGUA V - ESTRUTURAS HIDRÁULICAS EMENTA BRUNETTI, Franco. Mecânica dos Fluidos 2 ed. São Paulo: Pearson, 2008 AZEVEDO NETO, J. M. “Manual de Hidráulica”, Editora Edgard Blucher, São Paulo, 2008. PORTO, R. M. “ Hidráulica Básica”, Editora EDUSP, São Carlos, 2006. BIBLIOGRAFIA EQUAÇÃO DA CONTINUIDADE EQUAÇÃO DE BERNOULLI EQUAÇÃO DA ENERGIA LINHA DE ENERGIA E LINHA PIEZOMÉTRICA MÁQUINA HIDRÁULICA: DISPOSITIVO QUE FORNECE OU RETIRA ENERGIA DO ESCOAMENTO BOMBA: FORNECE ENERGIA: Hm = + TURBINA: RETIRA ENERGIA: Hm = - EQUAÇÃO DA ENERGIA NA PRESENÇA DE UMA MÁQUINA HIDRÁULICA POTÊNCIA DE UMA MÁQUINA HIDRÁULICA EX1: O sistema ilustrado abaixo é dotado de uma bomba de 5 cv de potência, cujo rendimento é de 80%. Calcule a perda de carga na tubulação. EX2: A figura mostra o sistema de bombeamento de água do reservatório R1 para o reservatório R2 através de uma tubulação de diâmetro igual a 0,40 m, pela qual escoa uma vazão de 150 L/s com uma perda de carga de 0,0055 mca por metro de tubulação. As distâncias R1B1 e B1R2 medem, respectivamente, 18,5 m e 1800m. A bomba B1 tem potência igual a 50 cv e rendimento de 80%. Com os dados da Figura determine: A) a que distancia de B1 deverá ser instalada B2 para que a carga de pressão na entrada de B2 seja igual a 2 mca. B) a potência da bomba B2, se o rendimento é de 80 %, e a carga de pressão logo após a bomba. Despreze nos dois itens a carga cinética na tubulação. EX2: Classificação dos movimentos dos fluidos e apresentação da fórmula universal de perda de carga Prof. Rodrigo Silva Campo Grande – MS Fevereiro de 2017 TRATA-SE DA DEFORMAÇÃO DE UM FLUIDO SOBRE A AÇÃO DE UMA FORÇA TANGENCIAL. ESCOAMENTO ESCOAMENTO NÃO PERMANENTE (OU TRANSIENTE): CARACTERÍSTICAS VARIAM COM O TEMPO E POSIÇÃO ESCOAMENTO PERMANENTE: CARACTERÍSTICAS NÃO VARIAM COM O TEMPO, SOMENTE COM A POSIÇÃO UNIFORME : Q1= Q2 ; V1 = V2; P1=P2 ACELERADO OU RETARDADO: Q1 = Q2, A1 ≠ A2; V1 ≠ V2 CLASSIFICAÇÃO QUANTO AO TEMPO UNIDIMENSIONAL BIDIMENSIONAL TRIDIMENSIONAL CLASSIFICAÇÃO QUANTO AO NÚMERO DE DIMENSÕES CONDUTOS FORÇADOS SEÇÃO FECHADA E PLENA SOB PRESSÃO ESCOAMENTO POR GRAVIDADE OU BOMBEAMENTO CONDUTOS LIVRES SEÇÃO ABERTA OU FECHADA ATUAÇÃO DA PRESSÃO ATMOSFÉRICA ESCOAMENTO SOMENTE POR GRAVIDADE CLASSIFICAÇÃO QUANTO À PRESSÃO LAMINAR: CAMADAS QUE FLUEM PARALELAMENTE TRANSIÇÃO TURBULENTO: TRAJETÓRIAS IRREGULARES DAS PARTÍCULAS LISO: A RUGOSIDAE É ENCOBERTA POR UMA PELÍCULA VISCOSA (ATRITO VISCOSO) RUGOSO; OS ATRITOS SÃO GERADOS PELA RUGOSIDADE, QUE GERAM VÓRTICES (MOVIMENTOS ROTACIONAIS) CLASSIFICAÇÃO QUANTO À TRAJETÓRIA DAS PARTÍCULAS RE < 2000 – REGIME LAMINAR 2000 < RE < 4000 - REGIME DE TRANSIÇÃO RE > 4000 – REGIME TURBULENTO EXPERIMENTO DE REYNOLDS DISTRIBUIÇÃO DE VELOCIDADES FATOR DE CORREÇÃO DA ENERGIA CINÉTICA - α( OU COEFICIENTE DE CORIOLIS) PARA ESCOAMENTO LAMINAR EM SEÇÕES CIRCULARES α = 2,0 E Vméd=0,5.Vmáx PARA ESCOAMENTO TURBULENTO EM SEÇÕES CIRCULARES α = 1,06 E Vméd=0,81.Vmáx DISTRIBUIÇÃO DE VELOCIDADES CONTÍNUAS: RESISTÊNCIA AO ESCOAMENTO (ATRITO) LOCALIZADAS (PEÇAS, ACESSÓRIOS, ALTERAÇÕES NO TRAÇADO DO ENCANAMENTO) PERDA DE CARGA - CLASSIFICAÇÃO PERDA DE CARGA UNITÁRIA (J) FÓRMULA UNIVERSAL DA PERDA DE CARGA GRANDEZAS FÍSICAS ENVOLVIDAS NO ESCOAMENTO FORÇADO DOS FLUIDOS EX3: UMA TUBULAÇÃO COM 0,15 m DE RAIO E 300 m DE COMPRIMENTO CONDUZ 150 L/s DE ÁGUA A 15 °C (VISCOSIDADE CINEMÁTICA DE 0,000001127 m²/s). SABENDO-SE QUE O FATOR DE RUGOSIDADE DO TUBO É 0,038 CALCULE A VELOCIDADE, A PERDA DE CARGA E O REGIME DE ESCOAMENTO NESSA TUBULAÇÃO. EX4: UMA CANALIZAÇÃO ANTIGA DE AÇO (f=0,037) RECALCA 0,03 m³/s DE ÁGUA. DETERMINE A DIFERENÇA DA PERDA DE CARGA QUANDO ESTA CANALIZAÇÃO FOR SUBSTITUÍDA POR UMA NOVA DE AÇO, COM REVESTIMENTO ESPECIAL (f=0,019). AS DUAS CANALIZAÇÕES POSSUEM COMPRIMENTO DE 1200 m E DIÂMETRO DE 400 mm) EX5: UMA TUBULAÇÃO DE 0,3 m DE DIÂMETRO E 3,2 Km DE COMPRIMENTO DESCE, COM INCLINAÇÃO CONSTANTE, DEUM RESERVATÓRIO CUJA SUPERFÍIE LIVRE ESTÁ A UMA ALTITUDE DE 150 m, PARA OUTRO RESERVATÓRIO CUJA SUPERFÍCIE LIVRE ESTÁ A UMA ALTITUDE DE 120 m, CONECTANDO-SE AOS RESERVATÓRIOS EM PONTOS SITUADOS A 10 m ABAIXO DE SUAS RESPECTIVAS SUPERFÍCIES LIVRES. A VAZÃO ATRAVÉS DA LINHA NÃO É SATISFATÓRIA E INSTALA-SE UMA BOMBA NA ALTITUDE 135 m A FIM DE PRODUZIR O AUMENTO DE VAZÃO DESEJADO. SUPONDO QUE O FATOR DE ATRITO DA TUBULAÇÃO SEJA CONSTANTE E IGUAL A f=0,020 E QUE O RENDIMENTO DA BOMBA SEJA DE 80%, DETERMINE: A VAZÃO ORIGINAL DO SISTEMA POR GRAVIDADE A POTÊNCIA DA BOMBA PARA RECALCAR 0,15 m³/s A CARGA DE PRESSÃO NA ENTRADA E NA SAÍDA DA BOMBA Boa semana e bons estudos!!
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