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CONDUTOS EQUIVALENTES Disciplina: Hidráulica Dizemos que um conduto é equivalente a outro (ou a outros) quando transporta a mesma quantidade de fluido (mesma vazão) sob a mesma perda de carga total. Podemos considerar dois casos: -Um conduto equivalente a outro; -Um conduto equivalente a diversos. Tubulações simples A comparação de tubulações simples leva sempre a um dos seguintes casos: a) Tubulações de mesmo diâmetro e coeficientes de rugosidade diferentes b) Tubulações com o mesmo coeficiente de rugosidade, mas com diâmetros diferentes 3 Condutos em série ou misto São os condutos constituídos por trechos de tubulação, com mais de um diâmetro diferente, conforme ilustra a figura 1. Figura 1: Conduto misto com dois diâmetros A vazão que percorre todos os condutos é a mesma, e a perda de carga total é igual a soma de todas as perdas que neles ocorrem. Le De Desconsiderando as perdas localizadas: Os trechos podem ser substituídos por um conduto único, de comprimento Le e diâmetro De, que lhes seja equivalente. Para substituir um sistema de condutos por um conduto simples equivalente, o Diâmetro De e o comprimento Le devem ser tais que a sua vazão e a perda de carga sejam iguais às do sistema. Em que: Usando a fórmula genérica de perda de carga tem-se: Para uma condição de mesma rugosidade, E como a vazão deve ser a mesma, condição de ser equivalente, a equação simplifica-se: Que é a expressão que traduz a regra de Dupuit. Condutos em paralelos ou múltiplos São os condutos que tem as extremidades comuns, ou seja, a pressão no início de todos é a mesma. Também a pressão no final é comum a todos os condutos. Observa-se pela figura 2 que no ponto A, a vazão total se bifurca nas vazões Q1, Q2 e Q3. Na extremidade final, ponto B, estas vazões voltam a se somar, voltando-se novamente à vazão Q, portanto: Figura 2- Esquema de três condutos em paralelo A perda de carga hf, no intervalo AB, é a mesma para cada um dos condutos. Pela equação genérica de perda de carga tem-se que: Partindo-se desta equação: Considerando a mesma rugosidade para todos os condutos e como hf deve ser igual em todos: Pela definição de conduto equivalente: haverá um conduto de diâmetro De e comprimento Le capaz de transportar a vazão Q sob a perda de carga total hf. Se todos os comprimentos forem iguais, a equação acima simplifica-se: Generalizando: Sendo K o número de condutos em paralelo. Se também os diâmetros forem iguais a D: