ESCOAMENTO FORÇADO-2

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HIDRÁULICA APLICADA
Prof. Leandro Araujo Cavalcante 
HIDRÁULICA APLICADA
Escoamento Conduto Forçado;
HIDRÁULICA APLICADA
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CONTEUDO PROGRAMÁTICO
 
São os quais a pressão interna é diferente da pressão atmosférica. Nesse tipo de conduto, as seções transversais são sempre fechadas e o fluido circulante as enche completamente. O movimento pode se efetuar em qualquer sentido do conduto.
DEFINIÇÃO
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DEFINIÇÃO
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DEFINIÇÃO
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Podendo ser dividido em três tipos:
Condutos forçados por gravidade;
Condutos forçados por bombeamento contínuo;
Condutos forçados por bombeamento descontínuo.
DEFINIÇÃO
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DEFINIÇÃO
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Condutos forçados por gravidade:
DEFINIÇÃO
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Condutos forçados por bombeamento:
PERDA DE CARGA
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O líquido ao escoar transforma parte de sua energia em calor. Essa energia não é mais recuperada na forma de energia cinética e ou potencial e, por isso, denomina-se perda de carga.
PERDA DE CARGA
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A perda de carga é expressa por Δh, é classificada em perda de carga contínua Δh’ e perda de carga localizada Δh’’.
PERDA DE CARGA CONTÍNUA
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A perda de carga continua se deve, principalmente, ao atrito interno entre partículas gerando transversalmente ao escoamento diferentes velocidades. A razão entre a perda de carga contínua e comprimento do condutor é denominada por perda de carga unitária.
PERDA DE CARGA CONTÍNUA
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J: Perda de carga unitária (m/m);
L: Comprimento (m);
Δh’: Perda de carga contínua (m).
PERDA DE CARGA CONTÍNUA
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Para condutos circular a perda de carga contínua pode ser expressada de acordo com a equação universal de perda de carga.
PERDA DE CARGA CONTÍNUA
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Δh’: Perda de carga contínua (m);
f: Coeficiente de perda de carga;
U: Velocidade média do escoamento (m/s);
L: Comprimento (m);
D: Diâmetro do conduto (m);
g: Aceleração da gravidade (m/s²).
PERDA DE CARGA CONTÍNUA
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J: Perda de carga unitária (m/m);
f: Coeficiente de perda de carga;
Q: Vazão (m³/s); 
g: Aceleração da gravidade (m/s²);
D: Diâmetro do conduto (m).
PERDA DE CARGA CONTÍNUA
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O coeficiente de perda de carga f é um adimensional que depende do regime de escoamento.
Re < 2000, escoamento laminar;
2000 < Re < 4000, escoamento de transição;
Re > 4000, escoamento turbulento.
PERDA DE CARGA CONTÍNUA
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Re: Número de Reynolds;
U: Velocidade média (m/s);
D: Diâmetro da tubulação (m);
v: Viscosidade cinemática do fluido (água = 1,01x10^-6) 
FATOR F: REGIME LAMINAR
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f: Coeficiente de perda de carga;
Re: Número de Reynolds.
FATOR F: REGIME TURBULENTO
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Tubos lisos
f: Coeficiente de perda de carga;
Re: Número de Reynolds.
FATOR F: REGIME TURBULENTO
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Tubos corrugados Re > 10^5
e: rugosidade (mm)
D: Diâmetro (m)
f: Coeficiente de perda de carga;
Re: Número de Reynolds.
+
FATOR F: REGIME TURBULENTO
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PERDA DE CARGA CONTÍNUA
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ESCOAMENTO CONDUTO FORÇADO
 
Escoamento turbulento (Fórmula de Hazen-Williams)
J: Perda de carga unitária (m/m) 
Q: Vazão (m³/s).
C: Coeficiente de Hazen-Williams; 
D: Diâmetro (m); 
PERDA DE CARGA CONTÍNUA
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EXERCÍCIO 1
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Um sistema de transporte de água por conduto forçado possui uma vazão de 21 m³/min e uma tubulação de 0,35m de diâmetro, sabendo que o coeficiente de perda de carga é igual a 0,005 e extensão total do sistema é de 1850m. Determine a perda de carga.
EXERCÍCIO 2
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Uma adutora fornece a vazão de 150 l/s, através de uma tubulação de aço soldado esmaltado, diâmetro de 400 mm e 2 km de extensão. Determinar a perda de carga na tubulação, por meio da equação de Hazen-Williams, e comparar com a fórmula universal de perda de carga.
EXERCÍCIO - ENADE
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PROVA ENADE 2017
QUESTÃO 27
EXERCÍCIO 3
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Uma adutora de aço galvanizado é composta por uma tubo com diâmetro de 600mm e apresenta uma perda de carga unitária de 0,0085 m/m, com o aumento do consumo foi necessário implantar uma adutora próxima a existente, sabendo que o diâmetro será dois terços do anterior e a vazão será 63% da primeira adutora. Sabendo que será fabricado em ferro fundido, qual é a perda de carga do novo sistema?