Exercício 1

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EXERCÍCIOS DA AULA 1 
 
1 – Faça definição de um tubo para especificação de compra. 
1.1 – Calcular o diâmetro nominal do tubo para ar comprimido conforme dados abaixo usando de referência a 
velocidade recomendada ou econômica. 
1.2 – Especificar o material do tubo, o tipo de acabamento ou de revestimento, determinar o processo de 
fabricação (com ou sem costura) e tipo de extremidade. 
1.3 – Calcular a espessura de parede da tubulação e determinar seu número de série. 
 
Seguintes dados das condições locais de instalação do compressor de ar: 
� Vazão em massa da descarga do compressor: Qm = 1810,25 kg/h 
� Pressão de operação do compressor: pop = 10,0 kgf/cm² (abs) 
� Temperatura de operação do ar comprimido: Top = 50 °C 
� Massa específica do ar seco de operação: ρop = 10,79248 kg/m³ 
 
Solução: 
 
1.1 - Cálculo do diâmetro com a velocidade econômica: 
Redes de instalações industriais de 15 a 20 m/s 
Qm/ ρop = Qop 
Qop = 1810,25/10,79248 = 167,73 
Qop = 167,73 m³/h = 46591,67 cm³/s 
v = 15,0 m/s = 1500 cm/s 
Q = A.v 
A = Q/v = 46591,67/1500 = 31,06 cm² 
 
Livro de Tabelas (pág. 18) - Arbitrando área de seção livre de 30,9 cm² temos norma ANSI B16.10 o tubo DN 
2.1/2”, Std ou sch 40 com 5,16 mm de espessura de parede escolhido com velocidade real de v = Q/A = 
46591,67/30,9 = 1507,82 cm/s = 15,0782 m/s 
 
1.2 - Especificar o material do tubo, o tipo de acabamento ou de revestimento, determinar o processo 
de fabricação (com ou sem costura) e tipo de extremidade. 
� Temperatura de operação do ar comprimido: Top = 50 °C 
Livro de Tabelas (pág. 78) - Arbitrando o tubo com material ASTM A 53 Gr B ou ABNT NBR 5590, galvanizado, 
c/costura e extremidade roscada NPT. 
 
1.3 – Calcular a espessura de parede da tubulação e determinar seu número de série. 
� Pressão de operação do compressor: pop = 10,0 kgf/cm² (abs) 
� Temperatura de operação do ar comprimido: Top = 50 °C 
� Tubo DN 2.1/2”; ASTM A 53 Gr B, galvanizado, c/costura 
Conferindo a espessura de parede necessária do tudo arbitrado: 
 
VALORES RADIAGRAFIA
TOTAL
E = 0,9 PARCIAL
E = 0,85 SEM
E = 0,8 SEM
VALORES OBS
Y = 0
Y = 0,4
Y = 0,5
Y = 0,7
VALORES OBS
C = 1,2 mm
C = 2,0 mm
C até 4,0 mm
C = 0,5 mm
AÇO LIGA 530 C
EFICIÊNCIA DE SOLDA
DESCRIÇÃO SOLDA
E = 1 TUBOS SEM COSTURATUBOS COM COSTURA SOLDA DE TOPO
TUBOS COM COSTURA SOLDA DE TOPO
TUBOS COM COSTURA SOLDA PELOS DOIS LADOS
TUBOS COM COSTURA SOLDA POR UM SÓ LADO
COEFICIENTE DE REDUÇÃO MATERIAL x TEMPERATURA
MATERIAL TEMPERATURA
FERRO FUNDIDO
AÇO CARBONO 480 C
AÇO INOX 480 C
SOBRE ESPESSURA DE CORROSÃO
MATERIAL CORROSÃO
ALTA CORROSÃO
AÇO INOX ECONOMICO
AÇO CARBONO VALOR MÍNIMO
AÇO CARBONO MÉDIA CORROSÃO
AÇO CARBONO
 
 
VALORES TEMPERATURA (oC)
Ver página 90 até 91.
TENSÃO ADMISSÍVEL ANSI B.31.3 TUBULAÇÃO (kgf/cm2) 
MATERIAL ASTM ou API
 
VALIDAÇÃO DO CÁLCULO
P/SE<0,385 P/SE = 0,008890469
t<D/6 D/6 = 12,16666667
SIMBOLO UNIDADE PREENCHER
DIÂMETRO EXTERNO D mm 73
PRESSÃO PROJETO P kgf/cm2 10
SOBRE ESPESSURA DE CORROSÃO C mm 1,2
EFICIÊNCIA DE SOLDA E 0,8
COEFICIENTE DE REDUÇÃO MATERIAL x TEMPERATURA Y 0,4
TENSÃO ADMISSÍVEL DO MATERIAL NA TEMPERATURA PROJETO Sh kgf/cm
2 
1406,0
TEMPERATURA PROJETO T oC 50
ESPESSURA MÍNIMA t mm 1,52
ESPESSURA NECESSÁRIA tm mm 1,74
AMERICAN STANDARD CODE FOR PRESSURE PIPING (ANSI B.31)
CÁLCULO DE ESPESSURA DE PAREDE
CÁLCULO VÁLIDO
CÁLCULO VÁLIDO
CÁLCULO
DADOS
 
 
Espessura de parede necessária de acordo com a norma ANSI B.31 é de 1,74 mm e real selecionada de 5,16 
mm, atende ao problema proposto. 
 
 
RESUMINDO A ESPECIFICAÇÃO: 
DN 2.1/2”, Std ou sch 40, ASTM A 53 Gr B ou ABNT NBR 5590, galvanizado, c/costura e extremidade 
roscada (PR) NPT, norma ANSI B16.10. 
 
 
2 – Faça definição de um tubo para especificação de compra. 
2.1 – Calcular o diâmetro nominal do tubo para vapor superaquecido conforme dados abaixo usando de 
referência a velocidade recomendada ou econômica. 
2.2 – Especificar o material do tubo, o tipo de acabamento ou de revestimento e determinar o processo de 
fabricação (com ou sem costura). 
2.3 – Calcular a espessura de parede da tubulação e determinar seu número de série. 
 
Seguintes dados das condições de instalação do gerador de vapor (caldeira): 
� Vazão em massa da descarga do gerador de vapor (caldeira): Qm = 200.000 kg/h 
� Pressão de operação do gerador de vapor: pop = 68,0 kgf/cm² (abs) 
� Temperatura de operação do gerador de vapor: Top = 520 °C 
� Massa específica do vapor de operação: ρop = 19,5167 kg/m³