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UNINASSAU Exercício: Avaliação On-Line 6 (AOL 6) - Atividade Contextualizada Aluno: Breno Augusto Rodrigues Soares Matrícula: 01245256 Curso: Engenharia Elétrica Tutor: Roberto Menezes Disciplina: Mecânica dos fluidos De acordo com que estudamos nesta disciplina responda os questionamentos a seguir: 1. O sistema apresentado na figura tem um tubo de diâmetro nominal de 1½” e uma vazão mássica de 1,97 kg/s. A densidade do fluido é constante (1,25 g/cm³) e a perda de carga através do filtro é 100kPa. Considere os valores da entrada, na válvula globo (aberta) e nos três joelhos (90 graus rosqueado). Calcule a perda de carga total da linha. Visite um site para encontrar os valores dos acessórios e não esqueça de mencionar na sua resolução. Dados: Tubulação em ferro fundido Diâmetro Nominal DN=1½” ou 0,0381m logo o raio é 0,01905m Vazão =1,97 kg/s ou 0,00197 m³/s Densidade do fluido = 1,25 g/cm³ ou 1.250 kg/m³ Perda de Carga através do filtro: hf (filtro)= 100kPa ou hf (filtro)= 10mca E como: Vazão = Àrea x Velocidade Velocidade = Vazão/Área V= V=1,73 m/s Perda de Carga total Hft=? Para o cálculo da Perda de Carga total Hft, temos que: Hft = hf(localizadas) + hf(filtro) + hf(extensão) hf(localizadas) DESCRIÇÃO K NÚMERO CURVA 90 1,3 3 VÁLVULA DE GAVETA GLOBO ABERTO 13,4 1 SAÍDA DA CANALIZAÇÃO 0,9 1 ENTRADA NORMAL 0,5 1 Valores K (Manual de Hidráulica – Azevedo Netto 8. Ed – pg.127) hf(localizadas) = ∑k x = 3(1,3)+ 13,4+0,9+0,5 x hf(localizadas) = 2,79 m. hf(filtro) hf (filtro)= 100kPa ou hf (filtro) = 10mca hf(extensão) 1) Pela Fórmula de Fórmula de Flamant, temos: J= b1 x = 0,00092 x = 0,14m/m extensão da tubulação L L = 1+2+1+3+3+0,5 = 10,5m hf(extensão) =0,14 x 10,5= 1,47m assim: Perda de Carga total Hft=2,79 + 10+ 1,47 = 14,26m 2. Além do diagrama de Moody, existem algumas “Equações empíricas” que podem ser aplicadas a diferentes situações, essas equações são úteis porque calculam a perda de carga em uma tubulação sem precisar recorrer ao diagrama. Realize uma pequena pesquisa sobre essas Equações Empíricas para se determinar a perda de carga enumerando pelo menos três equações e suas aplicações.Você deverá elaborar sua pesquisa utilizando o limite máximo de 30 linhas. Ao final da atividade, aguarde a correção que será efetuada pelo seu tutor. Fórmulas práticas ou empíricas 2) Fórmula de Hazen-Williams ➢Escoamento com água à temperatura ambiente ➢Tubulações com diâmetro maior ou igual a 50 mm ➢Escoamento turbulento ➢C = coeficiente que depende da natureza (material e estado de conservação) das paredes do tubo. Ela possui várias apresentações: V = 0,355 C D0,63 J0,54 Q = 0,2785 C D2,63 J0,54 J = 10,646 Q1,852 / C1,852 D4,87 Onde: V - velocidade, m/s; D - diâmetro da canalização, m; Q - vazão, m3/s; hf – perda contínua de carga, m; J - perda unitária de carga, m/m e C - coeficiente que depende da natureza das paredes e estado de conservação de suas paredes internas. 3) Fórmula de Flamant Atualmente a fórmula de Flamant é utilizada quase que exclusivamente para o cálculo dos tubos de pequenos diâmetros (D<0,10 m), usados nas instalações domiciliares de distribuição de água. Valores de b1 e k para fofo ou aço galvanizado, em serviço: b1 = 0,00092 e k = 0,0014 para tubo de PVC rígido: b1 = 0,00054 para condutos novos de fofo e aço galvanizado: b1 = 0,00074 e k = 0,00113 para cimento amianto: b1 = 0,00062 e k = 0,00095 4) Fórmula de Darcy É uma das fórmulas mais usadas para os cálculos das tubulações de fofo. Foi Darcy que primeiro reconheceu a importância do envelhecimento dos tubos. A medida que passa o tempo, tornam-se mais rugosos. A fórmula é : Para tubos novos: =0,0002535 =0,00000647 Para tubos em uso: =0,000507 =0,00001294 ( 20 a 30 anos de serviço ) Ferro Fundido ( fofo ) 0,05 a 0,50 m Tabelados dos valores dos coeficientes da fórmula de Darcy para tubos em serviço. D b f = 64 b / 2 D5 0,10 0,000636 0,0499 412,42 0,20 0,000571 0,0488 11,571 3. Dois reservatórios com 30,15 m de diferença de níveis são interligados por um conduto medindo 3218 m de comprimento e diâmetro igual a 300mm. Os tubos são de ferro fundido com 30 anos de uso (C = 80). Qual a vazão disponível? Utilizar a equação de Hazen-Willians. Dados Dif. Níveis (hf)= 30,15m ; Comprimento conduto(L) = 3218m; Diâmetro= 0,3m e C=80 Vazão (Q) = ? Substituindo na formula temos: Q = 0,2785 C D2,63 J0,54 Q = 0,2785 C D2,63 (hf/L)0,54 Q = 0,2785 x 80 x (0,3)2,63 x (30,15/3218)0,54 Q = 0,075 m3 /s ≈ Q = 75 l/s REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFIAS 1) Apostila Hidráulica Unimar – Universidade de Marília – Prof. Márcio Lunardelli; 2) Manual de Hidráulica – Azevedo Netto. 1,25 1,75 (D) (V) 1,25 1,75 (0,0381) (1,73) b b D V D V b J D D Q k D V b J ´ = ´ = ´ ´ = ´ = 4 4 1 25 , 1 75 . 1 4 7 75 , 4 75 , 1 25 , 1 75 , 1 1 J = 4 x b V² D b = a + b D V = Q A J = 4 x b x Q p x D² 4 D 64 x b x Q² J = p ² x D 5 ® J = k x Q² D 5 p ² k = 64 x b J = x Q² d D 5 d = k d = espessura da camada laminar (0,01905)² x 3,14 m³/s 0,00197 2g (Vmáx) 2 20 (1,73) 2
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