Exemplo de Cálculo Hidraúlico

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INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS E 
PREDIAIS
Professor: Eng° Civil Diego Medeiros Weber.
ÁGUA FRIA
PERDA DE CARGA
Existem varias fórmulas e ábacos correspondentes que
traduzem a dependência entre as grandezas Q, d, v e J,
introduzindo coeficientes ou fatores empíricos que levam
em conta a qualidade do material, a rugosidade do
equipamento ou o tipo do revestimento interno.
1ª Opção: Fórmulas;
2º Opção: Ábacos
PERDA DE CARGA
1ª Opção: Fórmulas:
Indicada pela norma NBR 5626 (Fórmula de Fair-
Whipple-Hsiao).
596,2532,0113,27 DJQ 
PERDA DE CARGA
Perda de Carga = (Comp. Desenvolvido + Comp. Equivalente) x J
PERDA DE CARGA
2ª Opção: Ábacos:
Ábaco de Companhia Hansen Industrial.
DIMENSIONAMENTO DA BOMBA DE RECALQUE
1,00 1,00
2,00
2,83
2,00
0,40
Lrec
0,50
0,50
0,50
Valv. Retenção
Bomba
Valv. pé e crivo
R.G.
R.G.
R.G. R.G.
R.G. R.G.
R.G.
R.G.
RS
Bomba
Valv. pé e crivo
Junta flexível
Junta flexível
União
União
RI
CANALIZAÇÃO DE RECALQUE
Utiliza-se a fórmula de Forchheimer, considerando C = 1,3
para determinar o diâmetro:
onde : 
= Diâmetro da tubulação, (m),.
x = n. de horas trabalhadas/24.
Q = vazão, (m3/s ).
Qxrec ..3,1 4
rec
CANALIZAÇÃO DE RECALQUE
Para o exemplo dado, calcular os diâmetros das canalizações de recalque e
sucção.
CD = 12.800 l / dia
Admitindo, a vazão mínima por hora, igual a 15% CD = 1,92,
ou seja, 15% CD = 1,92 m³/h.
Qr = 5,33x10^-4 m³/s 
A relação será: 
.
Substituindo os valores, obtém-se:
drec = 0,023 m = adotar 0,025 ou 25 mm 1"
dsuc = 1 comercial acima = 32mm ou 1 1/4"
24
66,6
X
CÁLCULO DA ALTURA MANOMÉTRICA
Hm = Hg + hlsuc + hlrec
1 - Hg = 34,10 m.
2 - Sucção (hlsuc)- (na situação mais desfavorável) (Tubo 32mm)
"
• Comprimento desenvolvido =4.40 m.
• Comprimentos equivalentes
1 valvula de pé com crivo = 13,30
2 registros de gaveta = 0.60
1 joelho 90° = 1,50
2 tê de saída lateral = 6,20
-------------
Comp. Total = 26 m
CÁLCULO DA ALTURA MANOMÉTRICA
Usando a vazão de do exemplo e fórmula dada pela Norma NBR – 5626
tem-se:
hlsuc = J x L = 0,028 x 26,0 = 0,73 mca
596,2532,0113,27 DJQ 
mmcaJ /028,0
CÁLCULO DA ALTURA MANOMÉTRICA
3 - Recalque (hlrec)- (na situação mais desfavorável) (Tubo 25mm)
"
• Comprimento desenvolvido =37,93 m.
• Comprimentos equivalentes
1 válvula de retenção = 2,70
2 registros de gaveta = 0,40
2 joelhos de 90° = 2,40
2 Tê de passagem lateral = 2,40
2 Tê de passagem bi-lateral = 2,40
-------------
Comp. Total = 48,23 m
CÁLCULO DA ALTURA MANOMÉTRICA
Usando a vazão de do exemplo e fórmula dada pela Norma NBR – 5626
tem-se:
hlrec = J x L = 0,094 x 48,23 = 4,53 m
Hm = Hg + hlsuc + hlrec
Hm = 34,10 + 0,73 + 4,53
Hm = 39,36 = 40m
596,2532,0113,27 DJQ 
mmcaJ /094,0
CÁLCULO DA POTÊNCIA DA BOMBA
Usando a vazão de do exemplo e fórmula dada pela Norma NBR – 5626
Bomba a adquirir:
Q = 2,0 m³/h
Hm = 40,0 m.c.a Pot = 1/2 cv
cv
xxxQHm
Pot 28,0
75
401033,51000
75
4


DIMENSIONAMENTO DO BARRILETE, 
COLUNAS, RAMAIS E SUB-RAMAIS DE 
DISTRIBUIÇÃO
DIMENSIONAMENTO DO BARRILETE, COLUNAS, 
RAMAIS E SUB-RAMAIS DE DISTRIBUIÇÃO
ROTEIRO DE DIMENSIONAMENTO
Depende exclusivamente da localização das colunas de
distribuição;
As colunas devem ser localizada de comum acordo com a
equipe envolvida no projeto global do edifício (arquiteto,
calculista, elétrica, etc...):
DIMENSIONAMENTO DO BARRILETE, COLUNAS, 
RAMAIS E SUB-RAMAIS DE DISTRIBUIÇÃO
ROTEIRO DE DIMENSIONAMENTO
A) Determinar para cada trecho a P (tab.2);
B) Calcular a vazão nos trechos Q = 0,3 √∑P
Essa é a máxima vazão provável, pois nem todos os aparelhos
estão em uso simultâneo. Nos casos em que realmente todos os
aparelhos funcionam simultaneamente, deve-se dimensionam as
canalizações através da soma de razões (Tabela 2);
C) Localizar registro os pontos de referência;
D) Determine a ∑P para cada trecho e em seguida, as vazões nos
respectivos trechos.
DIMENSIONAMENTO DO BARRILETE, COLUNAS, 
RAMAIS E SUB-RAMAIS DE DISTRIBUIÇÃO
ROTEIRO DE DIMENSIONAMENTO
E) Adotar um J = 0,08 m/m  Q  d  J.real;
F) Após estimativa dos diâmetros e verificações de que o caso mais
desfavorável é atendido, determinar a altura mínima da água no
reservatório (determinar as pressões em todas as derivações).
G) Determinar a pressão dinâmica mínima = pressão efetiva), no início
de cada seção. Deve-se levar em conta a alimentação do aparelho que
apresente a condição mais favorável. (ver pressões de funcionamento
das peças de utilização na Tabela 3 e vazões das peças de utilização
Tabela 2);
DIMENSIONAMENTO DO BARRILETE, COLUNAS, 
RAMAIS E SUB-RAMAIS DE DISTRIBUIÇÃO
Pontos de Utilização Vazão
(litro/s)
Peso
Bebedouro 0,05 0,1
Bica de banheira 0,30 1,0
Bidê 0,10 0,1
Caixa de descarga para peça não aspirante 0,15 0,3
chuveiro 0,20 0,5
Máquina de lavar prato ou roupa 0,30 1,0
Torneira ou misturador de lavatório - Água fria 0,20 0,5
Torneira ou misturador de pia de cozinha -
Água fria
0,25 0,7
Torneira de pia de despejos ou de tanque 0,30 1,0
Válvula de descarga para bacia sanitária 1,90 40,0
Válvula de descarga para mictório auto
aspirante
0,50 2,8
Válvula de descarga para mictório não aspirante 0,15 0,3
Tab.02 - Pontos de utilização - vazões de projetos e pesos relativos
DIMENSIONAMENTO DO BARRILETE, COLUNAS, 
RAMAIS E SUB-RAMAIS DE DISTRIBUIÇÃO
Pontos de Utilização
Pressão [Kpa] (A)
Dinâmica Estática
Mín Máx Mín Máx
Aquecedor a gás 20 _ _ _
Aquecedor elétrico de alta pressão 5 400 10 400
Aquecedor elétrico de baixa pressão 5 40 10 50
Bebedouro 20 400 _ _
Chuveiro de diâmetro nominal 20 400 _ _
Chuveiro de diâmetro nominal 10 400 _ _
Torneira de água fria 5 400 _ _
Torneira de água quente 10 _ _
Torneira de bóia para caixa de descarga com
diâmetro nominal 5 400 _ _
Torneira de bóia para reservatórios 5 400 _ _
Válvula e descarga de alta pressão (B) (B) (C) 400
Válvula de descarga de baixa pressão 12 _ 20 (C)
a-kPa = 10-1m.c.a. =10-2 kgf/cm2
b-O fabricante deve especificar a faixa de pressão dinâmica que garanta uma vazão mínima
de1,7l/s e máxima de 2,4l/s nas válvulas de descarga de sua fabricação.
c-O fabricante deve definir esses valores para a válvula de descarga de sua produção,respeitando as
normas específicas.
Tab.03 - Pontos de utilização - pressões dinâmicas e estáticas
DIMENSIONAMENTO DO BARRILETE.
!,50
1,60
1,55
1,75
7,00
1,30
7,00
1,30
2,402,40
1,45 1,45
R1
R2
A
B
C
D
AF1 AF2
AF3
AF4
DIMENSIONAMENTO DO BARRILETE.
DIMENSIONAMENTO DO BARRILETE.
DIMENSIONAMENTO DO BARRILETE.
DIMENSIONAMENTO DO BARRILETE.
PRÉ-DIMENSIONAMENTO DAS CANALIZAÇÕES
Adotando J = 0,08 m/m
Utilizando a fórmula de Fair - Whipple - Hsiao e planilha eletrônica EXCEL,
pode-se estimar rapidamente os valores dos diâmetros das tubulações a serem
utilizadas no barrilete.
Os valores podem ser conferidos na Tabela a seguir.
DIMENSIONAMENTO DO BARRILETE.
PERDAS DE CARGA
DIMENSIONAMENTO DO BARRILETE.
PERDAS DE CARGA
DIMENSIONAMENTO DO BARRILETE.
DIMENSIONAMENTO E VERIFICAÇÃO DO FUNCIONAMENTO DINÂMICO DAS 
CANALIZAÇÕES DO BARRILETE UTILIZANDO VALORES ENCONTRADOS NO PRÉ-
DIMENSIONAMENTO.
DIMENSIONAMENTO DAS COLUNAS.
O dimensionamento das colunas é realizado em função das vazões nos trechos e dos limites 
de velocidade (2,5m/s ou 14 ),vide tabela 4 ,adiante. Uma mesma coluna pode ter 2 ou mais 
trechos com diâmetros diferentes, porque a vazão de distribuição diminui à medida que seatinge os pavimentos.
0.50
2,80
2,80
2,80
2,80
2,80
2,80
2,80
3,50
BARRILETE
8
7
6
5
4
3
2
1
TÉRREO
Af1 Af2 Af3 Af4
DIMENSIONAMENTO DAS COLUNAS.
O dimensionamento das colunas é realizado em função das vazões nos trechos e dos limites 
de velocidade (2,5m/s ou 14 ),vide tabela 4 ,adiante. Uma mesma coluna pode ter 2 ou mais 
trechos com diâmetros diferentes, porque a vazão de distribuição diminui à medida que se 
atinge os pavimentos.
DIMENSIONAMENTO DOS RAMAIS E SUB-RAMAIS
.
DIMENSIONAMENTO DOS RAMAIS E SUB-RAMAIS
.
Diâmetro nominal
[mm] (pol)
Aquecedor de alta pressão 15 1/2
Aquecedor de baixa pressão 20 3/4
Banheiro 15 1/2
Bebedouro 15 1/2
Bidê 15 1/2
Caixa de descarga 15 1/2
Chuveiro 15 1/2
Filtro de pressão 15 1/2
Lavatório 15 1/2
Máquina de lavar roupa ou prato 20 3/4
Mictório auto aspirante 25 1
Mictório não aspirante 15 1/2
Pia de cozinha 15 1/2
Tanque de despejo ou de lavar roupa
Ponto de
Utilização
3/4
Válvula de descarga 32(A). 11/4
a- Quando a pressão estática de alimentação for inferior a 30 kPa (3 mH2O), recomenda-se instalar
a válvula de descarga em sub-ramal com diâmetro nominal de (11/2”).
Tab.10 - Diâmetros mínimos dos sub ramais
DIMENSIONAMENTO DOS RAMAIS E SUB-RAMAIS
.
R.G.
R.P.
Ch
Lv
V.S. Bd
A
B C
0,30
0,20
1,60
0,30 0,70 0,700,60
0,50
1,00
0,40
Af4
DIMENSIONAMENTO DOS RAMAIS E SUB-RAMAIS
.
DIMENSIONAMENTO DOS RAMAIS E SUB-RAMAIS
.
DIMENSIONAMENTO DOS RAMAIS E SUB-RAMAIS
.