Fundamentos de Hidráulica e Hidrometria

Prévia do material em texto

Parte superior do formulário
Parte inferior do formulário
Parte superior do formulário
Parte inferior do formulário
	Acadêmico:
	
	
	Disciplina:
	Fundamentos de Hidráulica e Hidrometria (ECE09)
	Avaliação:
	Avaliação Final (Discursiva) - Individual Semipresencial ( Cod.:670518) ( peso.:4,00)
	Prova:
	29543824
	Nota da Prova:
	
	
	
Parte superior do formulário
	1.
	O fator de atrito nos escoamentos laminares e turbulentos completamente desenvolvidos em um tubo podem depender do número de Reynolds e da rugosidade relativa, que é a razão entre a altura média da rugosidade do tubo e o diâmetro do tubo. De acordo com os experimentos feitos por Nikuradse, em 1933, são definidas cinco regiões que se relacionam o fator de atrito com o número de Reynolds e com o grau de rugosidade da superfície da tubulação. No escoamento turbulento, existem três subdivisões do escoamento de acordo com a rugosidade absoluta da parede. De acordo com a indicação da Região V no diagrama de Moody em anexo, defina as características principais desta região com relação ao número de Reynolds (Re) e o cálculo do fator de atrito (f).
	Resposta Esperada:
A Região V é definida como o regime de escoamento turbulento hidraulicamente rugoso, na qual o número de Reynolds (Re) é maior do que 4000.
Na Região V do escoamento turbulento hidraulicamente rugoso, o fator de atrito depende apenas da rugosidade relativa (E/D) da tubulação porque para números de Reynolds muito grandes (à direita da curva tracejada do diagrama de Moody), as curvas do fator de atrito correspondentes às curvas de rugosidade relativas especificadas são horizontais e, portanto, os fatores de atrito não dependem do número de Reynolds (Re).
O escoamento nessa região é chamado de turbulento hidraulicamente rugoso porque a espessura da subcamada viscosa do fluido diminui com o aumento do número de Reynolds e torna-se tão fina que pode ser desprezada em uma comparação com a altura dos elementos protuberantes da rugosidade da superfície. Os efeitos viscosos, neste caso, são produzidos no escoamento principal de forma predominante pelos elementos da rugosidade da superfície do tubo.
Portanto, o fator de atrito de Darcy (f) nesta região do escoamento turbulento hidraulicamente liso depende apenas da rugosidade relativa (fator de atrito = f(E/D)).  
Para cálculo do fator de atrito nesta região, utilizamos o diagrama de Moody ou a equação de Colebrook-White com os valores de rugosidades relativa e número de Reynolds, sendo que para Re elevados, a equação de Colebrook-White ser reduz à equação de von Kármán.
Anexos:
Hidráulica - Diagrama de Moody - Região V
	2.
	A especificação e seleção de uma bomba centrífuga adequada para um sistema de transporte de líquidos geralmente é definida em função da vazão de operação (Q) e da altura manométrica total (carga hidráulica da bomba, H) nos catálogos de fabricantes. Com estes dois parâmetros hidráulicos definidos, é possível selecionar o modelo de bomba e outros parâmetros hidráulicos complementares. Considere a curva característica (disponível no anexo) de um modelo de bomba centrífuga sugerido para um sistema de escoamento de água na indústria. Com base nas informações da curva característica, determine a potência (em cv) e o NPSH requerido (em m c.a.) da bomba para uma vazão de operação de 0,125 m³/min e carga hidráulica de 30 m c.a.
	Resposta Esperada:
A leitura da curva característica é efetuada conforme a imagem a seguir:
Dados do problema:
Vazão de operação = 0,125 m³/min = 7,5 m³/h.
Carga Hidráulica (H bomba) ou Altura Manométrica Total = 30 m c.a.
Dados obtidos na curva característica da bomba:
Potência da bomba = 3 cv
NPSH requerido = 4 m c.a.
Anexos:
Curva de Bomba Centrífuga
Parte inferior do formulário