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Engenharia Mecânica EMECA.7N1 - Máquinas Hidráulicas 1 Exercícios de fixação 04 – PERDA DE CARGA Valor: 10 pontos Nota:________ Professor: Mauro Lucio Martins Aluno (a) : ________________________________________________________________ Data:_____/_____/_______ 1. Qual a pressão manométrica dentro de uma tubulação onde circula ar se o desnível do nível do mercúrio observado no manômetro de coluna é de 4 mm? Dados: • Densidade do Mercurio = ρhg = 13600 kg/m³ • Aceleração gravitacional g = 9,81 m/s². • pman = ρhg . g . h • Pressão manométrica:_________________ • Pressão absoluta:______________________ Engenharia Mecânica EMECA.7N1 - Máquinas Hidráulicas 2 2 – Qual a vazão de agua (em litros por segundo) circulando através de um tubo de 32 mm de diametro, considerando a velocidade da agua como sendo 4 m/s? Lembre-se que 1 m³ = 1000 litros Engenharia Mecânica EMECA.7N1 - Máquinas Hidráulicas 3 3 – Qual a velocidade da água que escoa em um duto de 25 mm se a vazão e de 2 litros/s? D=25mm ; Q= 2L/s; v:__________ Engenharia Mecânica EMECA.7N1 - Máquinas Hidráulicas 4 4 – Qual a velocidade da água através de um furo na lateral de um tanque, se o desnível entre o furo e a superficie livre e de 2 m? 𝐕𝟐 = √𝟐. 𝐠. 𝐳𝟏 Engenharia Mecânica EMECA.7N1 - Máquinas Hidráulicas 5 5 – Qual a perda de carga em 100 m de tubo liso de PVC de 32 mm de diâmetro por onde escoa água a uma velocidade de 2 m/s? ϑ = 1,006x10−6m2/s fator de atrito f = Engenharia Mecânica EMECA.7N1 - Máquinas Hidráulicas 6 Engenharia Mecânica EMECA.7N1 - Máquinas Hidráulicas 7 6 – Qual a potência teórica da bomba para a instalação esquematizada a seguir, considerando-se que a vazão de agua transportada e de 10 m³ /h? Engenharia Mecânica EMECA.7N1 - Máquinas Hidráulicas 8 Engenharia Mecânica EMECA.7N1 - Máquinas Hidráulicas 9 7- Qual a perda de carga no tubo? Calculo do número de Reynolds: Com o número de Reynolds, podemos agora obter o fator de atrito através do diagrama de Moody. fator de atrito f = ? Engenharia Mecânica EMECA.7N1 - Máquinas Hidráulicas 10 8- Qual a potência da bomba? Primeiramente, temos que determinar as perdas de carga nos trechos retos e nos acessórios da (válvulas, curvas etc.): Engenharia Mecânica EMECA.7N1 - Máquinas Hidráulicas 11 Engenharia Mecânica EMECA.7N1 - Máquinas Hidráulicas 12 Engenharia Mecânica EMECA.7N1 - Máquinas Hidráulicas 13 Engenharia Mecânica EMECA.7N1 - Máquinas Hidráulicas 14 9- Calcular e verificar a pressão disponível no ponto 2, para um chuveiro elétrico, sabendo- se que a tubulação é de PVC com diâmetro igual a 20 mm (3/4”). Desconsiderar a perda nos registros de gaveta. RG – Registro de gaveta RP – Registro de pressão Aplicação da equação de Bernoulli: Engenharia Mecânica EMECA.7N1 - Máquinas Hidráulicas 15 Engenharia Mecânica EMECA.7N1 - Máquinas Hidráulicas 16 Engenharia Mecânica EMECA.7N1 - Máquinas Hidráulicas 17 Engenharia Mecânica EMECA.7N1 - Máquinas Hidráulicas 18 10 - Utilizando Hazen – Willians resolva o exercício a seguir: a) Determine o diâmetro de um tubo de PVC para as condições do esquema acima: Solução: Engenharia Mecânica EMECA.7N1 - Máquinas Hidráulicas 19 b) Qual seria a perda de carga se fossem utilizados tubos com diâmetros de 50 ou 75 mm? c) Como a máxima perda de carga sem bombeamento é de 65 mca, não é possível escoar 5 L/s com tubos de 50 mm (hf = 105,2 mca). Portanto, haverá uma diminuição da vazão. Qual será a vazão se forem utilizados tubos com diâmetro de 50 mm? Engenharia Mecânica EMECA.7N1 - Máquinas Hidráulicas 20 11 - Utilizando Flamant – Willians resolva o exercício a seguir: a) Determine o diâmetro de um tubo de polietileno (PE) para as condições do esquema acima. b) Qual seria a perda de carga se forem utilizados tubos com diâmetros de 32 ou 40 mm? Engenharia Mecânica EMECA.7N1 - Máquinas Hidráulicas 21 c) Como a máxima perda de carga sem bombeamento é de 42 mca, não é possível escoar 1,5 L/s com tubos de 32 mm (hf = 53,1 mca). Portanto, haverá uma diminuição da vazão. Qual será a vazão se forem utilizados tubos com diâmetro de 32 mm? 12 - Utilizando Fórmula Universal de perda de carga (Darcy-Weisbach) – Willians resolva o exercício a seguir: 12.1. Numa canalização com diâmetro 25 mm, rugosidade de 0,1 mm e comprimento de 200 m, a água escoa com uma vazão de 1 L/s, à temperatura de 20°C. Calcule a perda de carga que ocorre na canalização. Engenharia Mecânica EMECA.7N1 - Máquinas Hidráulicas 22 13 Por um tubo gotejador de diâmetro 0,8 mm passa uma vazão de 1 L/h (água a 20°C), com perda de carga de 15 mca. Pede-se: a) a velocidade de escoamento; b) o número de Reynolds; c) verificar o regime de escoamento; d) o comprimento do tubo Engenharia Mecânica EMECA.7N1 - Máquinas Hidráulicas 23 Perdas de carga localizadas Informações adicionais - Cada peça instalada na tubulação causa perda de carga - Perdas de carga que ocorrem nas peças = hfL Cálculo das perdas de carga localizadas Engenharia Mecânica EMECA.7N1 - Máquinas Hidráulicas 24 Exercício: 14 Calcular a perda de carga no esquema a seguir: Engenharia Mecânica EMECA.7N1 - Máquinas Hidráulicas 25
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