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1 Classificação dos escoamentos e perda de carga universal

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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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