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Aula 10 Sistemas Hidráulicos de Tubulações Condutos Equivalentes 4.14 Condutos Equivalentes 4.15 4.16 Condutos Equivalentes a um Sistema 4.17 Sistema em série 4.18 Problema 4.1 Um sistema de distribuição de água é feito por uma adutora com um trecho de 1500m de comprimento e 150mm de diâmetro, seguido por outro trecho de 900m de comprimento e 100mm de diâmetro, ambos com o mesmo fator de atrito f=0,028. A vazão total que entra no sistema é de 0,025m3/s e toda água é distribuída com uma taxa uniforme por unidade de comprimento q (vazão de distribuição unitária) nos dois trechos, de modo que a vazão na extremidade de jusante seja nula. Determine a perda de carga total na adutora desprezando as perdas localizadas ao longo da adutora. 150mm 100mm 1500m 900m q? Problema 4.1 A vazão de distribuição ao longo da adutora vale: q = (Qi - Qf)/L = 0,025/2400 = 1,0410-2 L/sm No final do primeiro trecho a vazão vale: 25 - 1,0410-2 1500 = 9,4 L/s que é a vazão de montante do segundo trecho. As vazões fictícias nos dois trechos valem: Qf1 = (25+9,4)/2 = 17,2 L/s Qf2 = 9,4/ 3 = 5,43 L/s . Como os dois trechos estão em série a perdas de carga total é a soma: Condutos Equivalentes a um Sistema 4.19 Sistema em paralelo Q Q A B Q3 Q1 Q2 L1D1 L2D2 L3D3 Condutos Equivalentes a um Sistema 4.20 Condutos Equivalentes a um Sistema 4.21 Usando Hanzen-Williams Exemplo 4.2 593,00 573,0 A C 750m 600m 4” 900m R1 R2 6” 544,20 8” B Assumindo um coeficiente de atrito constante para todas as tubulações e igual a f=0,0020, desprezando as perdas localizadas e as cargas cinéticas, determine a vazão que chega ao reservatório R2 as vazões nos trechos de 4” e 6”e a pressão disponível no ponto B. Exemplo 4.2 Convém transformar as linhas em diâmetros únicos, usando a eq. 4.2 tem-se: Adutora de 2500m de comprimento e 8” diâmetro Exemplo 4.2 A cota piezométrica no ponto B pode ser calculada através da perda de carga no trecho BC Exemplo 4.2 2 3 5 2 3 5 ) 10 * 43 , 5 ( 1 , 0 900 028 , 0 0827 , 0 ) 10 * 2 , 17 ( 15 . 1500 028 , 0 0827 , 0 H - - × + × = D m 1600 L 600 1 , 0 750 15 , 0 L 2 , 0 5 , 0 5 , 2 5 , 0 5 , 2 5 , 0 5 , 2 @ \ + = 2 1 H H D = D 2 1 Q Q = 5 2 D fLQ 0827 , 0 H = D 5 1 2 2 1 1 2 D D f f L L ú û ù ê ë é = 87 , 4 1 2 85 , 1 1 2 1 2 D D C C L L ú û ù ê ë é ú û ù ê ë é = å = = n 1 i 5 i i i 5 D L f D fL 2 n 1 i 5 i i i 2 5 Q D L f Q D fL H å = a = a = D å = = n 1 i 87 , 4 i 85 , 1 i i 87 , 4 85 , 1 D C L D C L 3 2 1 Q Q Q Q + + = 3 2 1 Q Q Q Q + + = 1 L f D H Q i i 5 i i i a D = 5 , 0 3 5 , 0 3 5 , 2 3 5 , 0 2 5 , 0 2 5 , 2 2 5 , 0 1 5 , 0 1 5 , 2 1 5 , 0 5 , 0 5 , 2 L f D L f D L f D L f D + + = 54 , 0 3 63 , 2 3 3 54 , 0 2 63 , 2 2 2 54 , 0 1 63 , 2 1 1 54 , 0 63 , 2 L D C L D C L D C L CD + + = m 1600 L 600 4 750 6 L 8 5 , 0 5 , 2 5 , 0 5 , 2 5 , 0 5 , 2 @ \ + = 2 5 5 2 Q 20 , 0 2500 020 , 0 0827 , 0 20 D fLQ 0827 , 0 H × = Þ = D 3 2 1 AB H H H H D = D = D = D s / m 0393 , 0 Q 3 = m 20 , 580 PB . C = 2 4 5 AB Q 10 , 0 600 020 , 0 0827 , 0 20 , 580 00 , 593 H × × = - = D 00 , 573 0393 , 0 20 , 0 900 020 , 0 0827 , 0 PB . C 00 , 573 H PB . C 2 5 BC + × = ® = D - 2 6 5 AB Q 15 , 0 750 020 , 0 0827 , 0 20 , 580 00 , 593 H × × = - = D s / m 028 , 0 Q 3 6 = s / m 0114 , 0 Q 3 4 = ) m / kN 8 , 352 p ( a . c . m 36 20 , 544 20 , 580 p 2 B B = = - = g 3 3 5 3 3 2 2 5 2 2 1 1 5 1 1 5 L f D H L f D H L f D H fL HD a D + a D + a D = a D