Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
DISCIPLINA: INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS PREDIAIS 2019/1 Eng. Civil, MSc. Danilo Gonçalves Batista INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS PREDIAIS DE ÁGUA FRIA: Noções básicas de hidráulica - Escoamento sob pressão; Instalações Hidráulicas Prediais de Água Fria. INTRODUÇÃO IN S T A L A Ç Õ E S H ID R Á U L IC A S P R E D IA IS DISCIPLINA: INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS PREDIAIS Prof. MSc. Danilo Gonçalves Batista FACULDADES OBJETIVO, CURSO DE ENGENHARIA CIVIL - 8º/9º PERÍODOS: 2019/1 APRESENTAÇÃO DO PLANO DE ENSINO! INTRODUÇÃO IN S T A L A Ç Õ E S H ID R Á U L IC A S P R E D IA IS DISCIPLINA: INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS PREDIAIS Prof. MSc. Danilo Gonçalves Batista FACULDADES OBJETIVO, CURSO DE ENGENHARIA CIVIL - 8º/9º PERÍODOS: 2019/1 Conforme definido na Norma da ABNT NBR 5626 (ABNT, 1998), define-se instalação predial de água fria como: “Sistema composto por tubos, reservatórios, peças de utilização, equipamentos e outros componentes, destinado a conduzir água fria da fonte de abastecimento aos pontos de utilização”. DEFINIÇÃO NORMATIVA Norma publicada em 1998 e confirmada em 06.10.2017 SISTEMA PREDIAL DE ÁGUA FRIA DISCIPLINA: INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS PREDIAIS Prof. MSc. Danilo Gonçalves Batista Observação: Fazer a leitura das definições da Norma NBR 5626 - Instalação predial de água fria. (item 3 - Definições) Ler Apostila 1 enviada! Prof. MSc. Danilo Gonçalves Batista TIPOS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA-FRIA IN S T A L A Ç Õ E S H ID R Á U L IC A S Podem ser empregados 4 sistemas diferentes de abastecimento, a saber: a) Direto: alimentado diretamente pela rede pública. b) Indireto: alimentado por reservatório abastecido pela rede pública diretamente ou por recalque. c) Misto: alimentado pela rede pública e por reservatório. d) Hidropneumático: formado por um conjunto motriz capaz de assegurar pressão suficiente no sistema. Figura ilustrativa de um isométrico de uma alimentação indireta DISCIPLINA: INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS PREDIAIS FACULDADES OBJETIVO, CURSO DE ENGENHARIA CIVIL - 8º/9º PERÍODOS: 2019/1 SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO IN S T A L A Ç Õ E S H ID R Á U L IC A S P R E D IA IS DISCIPLINA: INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS PREDIAIS Prof. MSc. Danilo Gonçalves Batista FACULDADES OBJETIVO, CURSO DE ENGENHARIA CIVIL - 8º/9º PERÍODOS: 2019/1 SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO DIRETA. Neste sistema a água provém diretamente da fonte de abastecimento O sistema direto pode ser com ou sem bombeamento. O sistema direto com bombeamento é empregada quando a rede pública não oferece água com pressão suficiente para que a mesma seja elevada aos pavimentos superiores do edifício. IN S T A L A Ç Õ E S H ID R Á U L IC A S P R E D IA IS DISCIPLINA: INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS PREDIAIS Prof. MSc. Danilo Gonçalves Batista FACULDADES OBJETIVO, CURSO DE ENGENHARIA CIVIL - 8º/9º PERÍODOS: 2019/1 SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO DIRETA. A alimentação da rede interna de distribuição é feita diretamente pelo alimentador predial, ou seja, é efetuado diretamente da rede pública e, portanto, sem reservatórios. Esta modalidade requer abastecimento público com continuidade, abundância e pressão suficiente. O sistema direto é uma continuidade da rede pública, sendo a distribuição ascendente. Através deste sistema, a alimentação dos aparelhos, torneiras e peças da instalação predial é feita diretamente através da rede de distribuição. SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO IN S T A L A Ç Õ E S H ID R Á U L IC A S P R E D IA IS DISCIPLINA: INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS PREDIAIS Prof. MSc. Danilo Gonçalves Batista FACULDADES OBJETIVO, CURSO DE ENGENHARIA CIVIL - 8º/9º PERÍODOS: 2019/1 Vantagens do Sistema de Distribuição Direta : - Água de melhor qualidade devido a presença de cloro residual na rede de Distribuição; - Maior pressão disponível devido a pressão mínima de projeto em redes de distribuição pública; - Menor custo da instalação, não havendo necessidade de reservatórios, bombas, registros de bóia, etc. Desvantagens do Sistema de Distribuição Direta - Falta de água no caso de interrupção no sistema de abastecimento ou de distribuição - Grandes variações de pressão ao longo do dia devido aos picos de maior ou de menor consumo na rede pública. Pressões elevadas em prédios situados nos pontos baixos da cidade. - Limitação da vazão, não havendo a possibilidade de instalação de válvulas de descarga devido ao pequeno diâmetro das ligações domiciliares empregadas pelos serviços de abastecimento público; - Maior consumo (maior pressão); SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO IN S T A L A Ç Õ E S H ID R Á U L IC A S P R E D IA IS DISCIPLINA: INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS PREDIAIS Prof. MSc. Danilo Gonçalves Batista FACULDADES OBJETIVO, CURSO DE ENGENHARIA CIVIL - 8º/9º PERÍODOS: 2019/1 SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO INDIRETA. Esquema do Sistema de Distribuição Indireta sem bombeamento A água provém de um ou mais reservatórios existentes no edifício. Este sistema pode ocorrer com ou sem bombeamento. Quando a pressão for suficiente, mas houver descontinuidade no abastecimento, há necessidade de se prever um reservatório superior e a alimentação do prédio será descendente. SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO IN S T A L A Ç Õ E S H ID R Á U L IC A S P R E D IA IS DISCIPLINA: INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS PREDIAIS Prof. MSc. Danilo Gonçalves Batista FACULDADES OBJETIVO, CURSO DE ENGENHARIA CIVIL - 8º/9º PERÍODOS: 2019/1 SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO INDIRETA. Sistema de distribuição indireta com bombeamento. Quando a pressão for insuficiente para levar água ao reservatório superior, deve-se ter dois reservatórios: um inferior e outro superior. Do reservatório inferior a água é lançada ao superior através do uso de bombas de recalque (moto- bombas) Sistema obrigatório no caso de edificação com mais de quatro pavimentos. SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO IN S T A L A Ç Õ E S H ID R Á U L IC A S P R E D IA IS DISCIPLINA: INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS PREDIAIS Prof. MSc. Danilo Gonçalves Batista FACULDADES OBJETIVO, CURSO DE ENGENHARIA CIVIL - 8º/9º PERÍODOS: 2019/1 Vantagens Sistema de Distribuição Indireta : - Fornecimento de água de forma contínua, pois em caso de interrupções no fornecimento, tem-se um volume de água assegurado no reservatório; - Pequenas variações de pressão nos aparelhos ao longo do dia; - Permite a instalação de válvula de descarga; - Golpe de aríete desprezível (quando comparado com sistemas de distribuição!); - Menor consumo que no sistema de abastecimento direto. Desvantagens Sistema de Distribuição Indireta - Possível contaminação da água reservada devido à deposição de lodo no fundo dos reservatórios e à introdução de materiais indesejáveis nos mesmos; - Menores pressões, no caso da impossibilidade da elevação do reservatório; - Maior custo da instalação devido a necessidade de reservatórios, registros de bóia e outros acessórios SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO IN S T A L A Ç Õ E S H ID R Á U L IC A S P R E D IA IS DISCIPLINA: INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS PREDIAIS Prof. MSc. Danilo Gonçalves Batista FACULDADES OBJETIVO, CURSO DE ENGENHARIA CIVIL - 8º/9º PERÍODOS: 2019/1 SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO MISTO. Parte da instalação é alimentada diretamente pela rede de distribuição e parte indiretamente. SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO IN S T A L A Ç Õ E S H ID R Á U L IC A S P R E D IA IS DISCIPLINA: INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS PREDIAIS Prof. MSc. Danilo Gonçalves Batista FACULDADES OBJETIVO, CURSO DE ENGENHARIA CIVIL - 8º/9º PERÍODOS: 2019/1 SISTEMA HIDROPNEUMÁTICO. Neste sistema, o escoamento na rede de distribuição é pressurizado através de um tanque de pressão contendo ar e água. O sistema indireto hidropneumático pode ser sem bombeamento, com bombeamento ou ainda um sistema com bombeamento e reservatórioinferior, usualmente denominado de sistema hidropneumático. Observação: O sistema hidropneumático de abastecimento dispensa o uso de reservatório superior, mas sua instalação é cara, sendo recomendada somente em casos especiais para aliviar a estrutura. IN S T A L A Ç Õ E S H ID R Á U L IC A S P R E D IA IS DISCIPLINA: INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS PREDIAIS Prof. MSc. Danilo Gonçalves Batista FACULDADES OBJETIVO, CURSO DE ENGENHARIA CIVIL - 8º/9º PERÍODOS: 2019/1 SISTEMA HIDROPNEUMÁTICO (modelo brasileiro). O sistema hidropneumático é composto por um alimentador predial com válvula de bóia, um reservatório inferior, uma instalação elevatória e um tanque de pressão. Quando o tanque de pressão estiver submetido à pressão máxima e o sistema de recalque desligado, a água no reservatório está num nível máximo e o sistema apresenta condições de iniciar seu ciclo de funcionamento. Quando há consumo na rede de distribuição, o nível de água no reservatório começa a diminuir progressivamente. O colchão de ar expande-se e a pressão no interior do tanque diminui até atingir a pressão mínima. Nesta situação, o pressostato aciona o sistema de recalque elevando, simultaneamente, o nível de água e a pressão no interior do tanque aos respectivos valores máximos. À pressão máxima, o pressostato desliga o sistema de recalque, propiciando o inicio de um novo ciclo. IN S T A L A Ç Õ E S H ID R Á U L IC A S P R E D IA IS DISCIPLINA: INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS PREDIAIS Prof. MSc. Danilo Gonçalves Batista FACULDADES OBJETIVO, CURSO DE ENGENHARIA CIVIL - 8º/9º PERÍODOS: 2019/1 SISTEMA HIDROPNEUMÁTICO (Em outras palavras). O sistema hidropneumático é constituído por uma bomba centrífuga, um injetor de ar e um tanque de pressão. Além desses componentes principais, o sistema e automatizado por meio do uso de um pressostato. Geralmente a bomba, com características apropriadas, recalca água (geralmente de um reservatório inferior) para o tanque de pressão. Entre a bomba e o tanque de pressão, localiza-se o injetor de ar (normalmente um Venturi) que aspira ar durante o funcionamento da bomba e o arrasta para o interior do tanque de pressão. O ar é comprimido na parte superior do tanque até atingir a pressão máxima, quando a bomba é desligada, automaticamente pela ação do pressostato. Tem- se, como resultado, um colchão de ar na parte superior do tanque, cujo volume varia com a pressão existente. Quando a água é utilizada em qualquer ponto de consumo, a pressão diminui, com consequente expansão do colchão de ar, até que a pressão mínima seja atingida, quando pela ação do pressostato, a bomba é ligada. O ciclo de funcionamento do sistema compreende o intervalo de tempo decorrido entre dois acionamentos de “liga” da bomba. Conhecendo-se o ciclo de funcionamento, é possível calcular o número médio de partidas da bomba por hora. De acordo com a NBR 5626, a instalação elevatória deve operar, no máximo, seis vezes por hora. SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO IN S T A L A Ç Õ E S H ID R Á U L IC A S P R E D IA IS DISCIPLINA: INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS PREDIAIS Prof. MSc. Danilo Gonçalves Batista FACULDADES OBJETIVO, CURSO DE ENGENHARIA CIVIL - 8º/9º PERÍODOS: 2019/1 Observação: A Norma 5626 recomenda com o mais conveniente, para as condições médias brasileiras, o sistema de distribuição indireta por gravidade, admitindo o sistema misto (indireto por gravidade com direto) desde que apenas alguns pontos de utilização, como torneira de jardim, torneiras de pias de cozinha e de tanques, situados no pavimento térreo, sejam abastecidos no sistema direto. A utilização dos sistemas de distribuição direta ou indireta hidropneumática deve ser convenientemente justificada. SISTEMAS HIDRÁULICOS PREDIAIS DIMENSIONAMENTO P E R D A D E C A R G A ( R E V IS Ã O ) DISCIPLINA: INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS PREDIAIS Prof. MSc. Danilo Gonçalves Batista FACULDADES OBJETIVO, CURSO DE ENGENHARIA CIVIL - 8º/9º PERÍODOS: 2019/1 RELEMBRANDO ... P E R D A D E C A R G A ( R E V IS Ã O ) DISCIPLINA: HIDRÁULICA E HIDROLOGIA Prof. MSc. Danilo Gonçalves Batista FACULDADES OBJETIVO, CURSO DE ENGENHARIA CIVIL - 8º/9º PERÍODOS: 2019/1 A linha de carga referente a uma canalização é o lugar geométrico dos pontos representativos das três cargas: de velocidade, de pressão e de posição. A linha piezométrica corresponde às alturas a que o líquido subiria em piezômetros instalados ao longo da canalização; é a linha das pressões. A linha de carga e a piezométrica estão separadas pelo valor correspondente ao termo v²/2g, isto é, energia cinética ou carga de velocidade. Se o diâmetro da canalização for constante, a velocidade do liquido será constante e as duas linhas paralelas. P E R D A D E C A R G A ( R E V IS Ã O ) DISCIPLINA: INSTALAÇÕES HIDRÁULICA Prof. MSc. Danilo Gonçalves Batista FACULDADES OBJETIVO, CURSO DE ENGENHARIA CIVIL - 8º/9º PERÍODOS: 2019/1 Definições Importantes: Cada valor da soma p/γ + z é chamado de cota piezométrica ou carga piezométrica. Se acima da linha piezométrica acrescentarem-se os valores da carga cinética v²/2g, obtém-se a linha de cargas totais ou linha de energia, que designa a energia mecânica total por unidade de peso de líquido. Assim, temos: Cota geométrica (C.G.) = z Cota piezométrica (C.P.) = z + p/γ Pressão disponível: p/ (m) = CP – CG; pode ser positiva, negativa ou nula. RELEMBRANDO O CONCEITO DE PRESSÃO Prof. MSc. Danilo Gonçalves Batista FACULDADES OBJETIVO, CURSO DE ENGENHARIA CIVIL - 8º/9º PERÍODOS: 2019/1 Pressão é uma força exercida sobre uma determinada área. Sendo assim, sua unidade de medida é quilograma força por centímetro quadrado – kgf/cm². Também pode ser expressa em mca (metros de coluna d’água) ou Pascal (Pa) – no sistema internacional - SI. Correspondência destas unidades: 1kgf/cm² é a pressão exercida por uma coluna com 10 metros de altura, ou seja, 10 metros de coluna d’água (m.c.a.), ou 100.000 Pa. OBSERVAÇÕES MÉTRICAS PESO ESPECÍFICO DA ÁGUA No sistema internacional: ɣ (peso específico) da água aproximadamente 10.000 N/m³ (T= 20ºC e P= 1atm) Ou no sistema técnico: ɣ (peso específico) da água aproximadamente 1.000 kgf/m³ (T= 20ºC e P= 1atm) UNIDADE DE PRESSÃO Pa (Pascal) = é a unidade padrão de pressão e tensão no SI. Equivale a força de 1N aplicada uniformemente sobre uma superfície de 1 m². No sistema técnico equivale a aprox. 0,101972 kgf/m². P E R D A D E C A R G A ( R E V IS Ã O ) DISCIPLINA: INSTALAÇÕES HIDRÁULICA Prof. MSc. Danilo Gonçalves Batista FACULDADES OBJETIVO, CURSO DE ENGENHARIA CIVIL - 8º/9º PERÍODOS: 2019/1 TOMAR CUIDADO COM OS CONCEITOS!!! Nas tubulações que compõem as instalações prediais, a Pressão Estática refere-se ao valor da pressão quando não há movimento, ou seja, quando o fluido está parado dentro da tubulação. O seu valor é proporcional ao desnível existente. A Pressão dinâmica, ou pressão de serviço, é a pressão verificada quando a água está em movimento. Esta pressão depende do traçado da tubulação e os diâmetros adotados para os tubos. O seu valor é a pressão estática menos as perdas de carga distribuída e localizada. P E R D A D E C A R G A ( R E V IS Ã O ) EXPRESSÕES DA PERDA DE CARGA ( J ) DISCIPLINA: INSTALAÇÕES HIDRÁULICA Prof. MSc. Danilo Gonçalves Batista FACULDADES OBJETIVO, CURSO DE ENGENHARIA CIVIL - 8º/9º PERÍODOS: 2019/1 I. Método Racional ou Moderno Em função das variáveis hidráulicas apresentadas e utilizando o chamado método moderno ou racional, Darcy e Weisbach chegaram à expressão geral da perda de carga válida para qualquer líquido: Sendo: J = Perda de Carga l = comprimento da tubulação d = diâmetro da tubulação f = fator que depende da viscosidade, rugosidade, idade do tubo, etc. P E R D AD E C A R G A ( R E V IS Ã O ) EXPRESSÕES DA PERDA DE CARGA ( J ) DISCIPLINA: INSTALAÇÕES HIDRÁULICA Prof. MSc. Danilo Gonçalves Batista FACULDADES OBJETIVO, CURSO DE ENGENHARIA CIVIL - 8º/9º PERÍODOS: 2019/1 II. Método Empírico Esse método consiste em aplicar uma fórmula empírica criada para água em uma tubulação feita com determinado material. Dentre as várias fórmulas criadas com esse método, cita-se, como exemplo, a fórmula de Fair-Whipple-Hsiao (FWH), pois é a que melhor se adapta aos nossos projetos (tubulações em PVC de até 100 mm de diâmetro). Sendo: Q = Vazão do sistema d = diâmetro da tubulação Em fase de projeto, o cálculo de perda de Carga ( J ) não é comumente obtido através da fórmula e sim através da leitura direta do ábaco de Fair-Whipple-Hsiao, onde se conhecermos os valores de duas grandezas encontraremos os valores das outras duas. P E R D A D E C A R G A ( R E V IS Ã O ) TIPOS DE PERDA DE CARGA DISCIPLINA: INSTALAÇÕES HIDRÁULICA Prof. MSc. Danilo Gonçalves Batista FACULDADES OBJETIVO, CURSO DE ENGENHARIA CIVIL - 8º/9º PERÍODOS: 2019/1 As perdas de carga podem ser de dois tipos: • Normais ou distribuídas, e; • Acidentais ou localizadas. P E R D A D E C A R G A ( R E V IS Ã O ) Prof. MSc. Danilo Gonçalves Batista IN S T A L A Ç Õ E S H ID R Á U L IC A S DISCIPLINA: INSTALAÇÕES HIDRÁULICA FACULDADES OBJETIVO, CURSO DE ENGENHARIA CIVIL - 8º/9º PERÍODOS: 2019/1 Prof. MSc. Danilo Gonçalves Batista IN S T A L A Ç Õ E S H ID R Á U L IC A S DISCIPLINA: INSTALAÇÕES HIDRÁULICA FACULDADES OBJETIVO, CURSO DE ENGENHARIA CIVIL - 8º/9º PERÍODOS: 2019/1 Prof. MSc. Danilo Gonçalves Batista IN S T A L A Ç Õ E S H ID R Á U L IC A S DISCIPLINA: INSTALAÇÕES HIDRÁULICA FACULDADES OBJETIVO, CURSO DE ENGENHARIA CIVIL - 8º/9º PERÍODOS: 2019/1 Prof. MSc. Danilo Gonçalves Batista IN S T A L A Ç Õ E S H ID R Á U L IC A S DISCIPLINA: INSTALAÇÕES HIDRÁULICA FACULDADES OBJETIVO, CURSO DE ENGENHARIA CIVIL - 8º/9º PERÍODOS: 2019/1 Prof. MSc. Danilo Gonçalves Batista IN S T A L A Ç Õ E S H ID R Á U L IC A S DISCIPLINA: INSTALAÇÕES HIDRÁULICA FACULDADES OBJETIVO, CURSO DE ENGENHARIA CIVIL - 8º/9º PERÍODOS: 2019/1 Prof. MSc. Danilo Gonçalves Batista IN S T A L A Ç Õ E S H ID R Á U L IC A S DISCIPLINA: INSTALAÇÕES HIDRÁULICA FACULDADES OBJETIVO, CURSO DE ENGENHARIA CIVIL - 8º/9º PERÍODOS: 2019/1 Prof. MSc. Danilo Gonçalves Batista IN S T A L A Ç Õ E S H ID R Á U L IC A S PRÓXIMAS AULAS! DISCIPLINA: INSTALAÇÕES HIDRÁULICA FACULDADES OBJETIVO, CURSO DE ENGENHARIA CIVIL - 8º/9º PERÍODOS: 2019/1
Compartilhar