Teste Pós-Aula 3_ Revisão da tentativa

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11/03/2021 Teste Pós-Aula 3: Revisão da tentativa
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Iniciado em quinta, 11 Mar 2021, 14:42
Estado Finalizada
Concluída em quinta, 11 Mar 2021, 15:29
Tempo
empregado
46 minutos 28 segundos
Avaliar 2,00 de um máximo de 2,00(100%)
Questão 1
Correto
Atingiu 0,05 de 0,05
O conceito de comprimento equivalente torna mais prática o cálculo de perda de carga em tubulações com muitas conexões. Neste método,
o acessório é comparado ao comprimento de tubulação que ocasionaria a mesma perda de carga.
Escolha uma opção:
Verdadeiro 
Falso
A perda de carga localizada pode ser calculada pela fórmula cinemática:
onde K é a constante correspondente ao acessório. 
A perda de carga distribuída, de acordo com a equação de Darcy-Weisbach, é dada por
Um trecho com comprimento equivalente é aquele que provoca a mesma perda de carga, ou seja: 
 
A resposta correta é 'Verdadeiro'.
= K  ,hploc
V 2
2g
= L  .hpdist
f
D
V 2
2g
=hpdist hploc
→  L = K
f
D
V 2
2g
V 2
2g
→   = DLeq
K
f
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Questão 2
Correto
Atingiu 0,05 de 0,05
Questão 3
Correto
Atingiu 0,05 de 0,05
Para que haja perda de carga, tanto distribuída quanto localizada, é necessário que haja escoamento. Caso contrário, a distribuição de
pressões será hidrostática, pois não haverá perda de carga por "atrito" (cisalhamento com as paredes) nem turbulência.
Escolha uma opção:
Verdadeiro 
Falso
A resposta correta é 'Verdadeiro'.
A perda de carga localizada é causada pela turbulência adicional que ocorre em acessórios como, curvas, tês, reduções e registros. Esta perda
é função da rugosidade do tubo e do número de Reynolds.
Escolha uma opção:
Verdadeiro
Falso 
A perda de carga localizada é função, principalmente, da geometria do acessório. A rugosidade tem efeito significativo apenas na perda de
carga distribuída.
A resposta correta é 'Falso'.
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Questão 4
Correto
Atingiu 0,60 de 0,60
Uma instalação hidráulica com diâmetro de 50 mm e C=80 liga o reservatório A, cujo nível d'água (N.A.) está a 54 m, ao reservatório B, com
N.A. em 44 m, tendo um comprimento total 42 m. Entre os dois, tem-se as seguintes perdas localizadas:
- entrada da tubulação: L = 0,7 m;
- saída da tubulação: L =  1,5 m;;
- um cotovelo 90°: L =  1,7 m;;
- duas curvas de 45°: L =  0,6 m; (cada);
- um registro de ângulo, aberto: L =  8,6 m;.
Determine, utilizando a equação de Hazen-Williams, a vazão transportada em regime permanente.
Obs.: Selecione a unidade desejada.
Resposta: 0,00336  
eq
eq
eq
eq
eq
m3/s
Um escoamento atinge o equilíbrio, entrando em regime permanente, quando a diferença de energia entre os pontos à montante e jusante,
somada a possíveis bombas no trecho, se equipara às perdas de carga (distribuídas e localizadas). Assim:
.
Caso o diâmetro seja constante ao longo de todo o trecho, de acordo com a equação da continuidade, também será a vazão Q, a velocidade
V e, consequentemente, a perda de carga unitária J. Além disso, considerando as perdas localizadas através do método dos comprimentos
equivalentes, teremos
.
 
A perda de carga unitária será calculada pela equação de Hazen-Williams
que substituída na equação anterior dará
 
Isolando-se a vazão, que é a incógnita do problema:
(i) 
 
 
Nos reservatórios, a velocidade do N.A. é desprezível e a pressão manométrica nula, portanto a diferença de energia entre eles é dada pela
diferença de cotas dos N.A.:
= 54 - 44 = 10 m 
Δ =∑ +∑HAB JiLi Ki
V 2i
2g
Δ = J∑HAB Li
J = 10, 65 ⋅
Q1,85
⋅C1,85 D4,87
Δ = 10, 65 ⋅ ∑HAB
Q1,85
⋅C1,85 D4,87
Li
=Q1,85
Δ ⋅ ⋅HAB C
1,85 D4,87
10, 65 ⋅∑Li
→
Q =
Δ ⋅C ⋅H 0,54
AB
D2,63
3, 59 ⋅ (∑ )Li
0,54
Δ = −HAB zA zB
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A soma do comprimento real da tubulação com os comprimentos equivalentes será
= 13,2 + 42 =  55,2 m
 
Substituindo-se, na equação (i), os valores obtidos :
Q = 0,00336 m³/s
 =  0 L/s
 
A resposta correta é: 0,00336 m3/s.
∑Li
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Questão 5
Correto
Atingiu 0,40 de 0,40
A ligação entre o reservatório R , na cota Z = 52 m, e o reservatório R , na cota Z = 41 m é feita pela tubulação de PVC (C = 150 e ε = 0,01
mm) e 50 mm de diâmetro, representada pela figura abaixo.
Considere as seguintes singularidades:
entrada de borda em canalização: L = 2,3 m;
joelho 90°: L = 3,2 m (cada);
joelho 45°: L = 1,3 m (cada);
registro de gaveta aberto: L = 0,7 m;
saída de canalização: L = 3,2 m.
 Calcule, da maneira mais simples possível, a vazão transportada em regime permanente em L/s.
 
 
 
Resposta: 6,57 
1 1 2 2
eq
eq
eq
eq
eq
 
 
 
Em regime permanente, deve ocorrer o equilíbrio representado pela equação
 onde
como, no N.A. dos reservatórios, V = 0 e p = 0:
 e 
e
 = 11
 A forma mais simples de se calcular a perda de carga é pela equação de Hazen-Williams:
 
O comprimento equivalente total, considerando tubulação e perdas localizadas, será:
= + ΔH1 H2 H12
= + +H1
P1
γ
V 2
2g
Z2
=H1 Z1 =H2 Z2
Δ = −H12 Z1 Z2
H12
Δ = L ⋅ 10, 65 ⋅H12
Q1,85
C1,85D4,87
L = 1 + 14 + 6 + 22 + 2, 3 + 3, 2 + 2 ⋅ 1, 3 + 0, 7 + 3, 2
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Então, a partir da equação H-W, a vazão pode ser calculada por
= 6,58 L/s
 
 
A resposta correta é: 6,58.
= 55m
Q = C ⋅( )
Δ ⋅H12 D
4,87
10, 65 ⋅L
1
1,85
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Questão 6
Correto
Atingiu 0,40 de 0,40
A instalação hidráulica predial da figura abaixo está no plano vertical e é toda em PVC (C = 150 e ε = 0,01 mm) de 1" de diâmetro interno,
joelhos de 90° (L = 1,5 m, cada), registros de gaveta, dividida em ramos A e B por um tê (L = 3,1 m para saída lateral) e extremidades
abertas para atmosfera. O registro A está totalmente aberto (L  = 0,3 m) e o B, parcialmente fechado. Desconsiderando as perdas nas saídas,
calcule, de maneira aproximada, o comprimento equivalente do registro B para que as vazões em ambos registros sejam iguais. A vazão total
é Q = 0,5 L/s.
 
 
 
Resposta: 34,35 
eq eq
eq
Assumindo regime permanente, deve haver o equilíbrio definido pela equação
 
Aplicando-a para os trechos CD e EF (i):
e
= + ΔH1 H2 H12
= + ΔHC HD HCD
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As cargas hidráulicas nos pontos D e F são
As vazões e diâmetros em ambos os trechos são iguais, então também serão as velocidades (V =V ). As pressões em D e F são atmosféricas
(p =p =0).
 
As condições em ambas saídas do tê são iguais, portanto . Substituindo-se essas informações nas equações anteriores (i):
como (plano vertical)
 
As vazões e diâmetros nos trechos CD e EF são iguais, então as perdas de carga unitárias J também serão iguais. Portanto:
utilizando o conceito de comprimento equivalente (solução aproximada)
e a equação de Hazen-Williams (solução aproximada):
  = 10,65 * (0,5/1000/2)^1,85 / (150^1,85*(0,0254)^4,87) = 0,013 m/m
 
Então
 34,95 m
 
 
 
 
 
A resposta correta é: 34,95.
= + ΔHE HF HEF
= + +HD
pD
γ
V2
D
2g
zD
= + +HF
pF
γ
V 2
F
2g
zF
D F
D F
=HC HE
+ Δ = + ΔzD HCD zF HEF
→ + ⋅ = + ⋅zD JCD LCD zF JEF LEF
− = 0, 5 + 1 − 1 = 0, 5mzD zF
0, 5 + ⋅ = ⋅JCD LCD JEF LEF
J ⋅ ( − ) = 0, 5LEF LCD
J ⋅ (0, 5 + 1 + 1 + 2 ⋅ 1, 5 + − (1 + 0, 3)) = 0, 5LB
→ = − 4, 2LB
0, 5
J
J = 10, 65 ⋅
Q1,85
⋅C1,85 D4,87
→ =LB
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Questão 7
Correto
Atingiu 0,45 de 0,45
Numa refinaria de petróleo, um rede de tubulações em aço novo é responsável pelo resfriamento de diversos equipamentos. A tubulação da
água de resfriamento dos equipamentos de uma de suas unidades de destilação é representada na figura abaixo.
São 8 trocadores de calor, que exigem, cada um, uma vazão de 1,4 L/s. A perda de carga nesses equipamentos equivale à 120,0 m de
tubulação com 1½".
Se a carga de pressão no ponto B é 6 m.c.a., calcule qual deve ser a pressão no ponto A, que está na mesma cota, para que a demanda de
vazão seja atendida. Desconsidere os efeitos da temperatura.
 
Resposta: 15,02 
Se cada equipamento tem uma perda de carga equivalente à 120,0 m de tubulação com 1½", eles podem ser substituídos, no cálculo por
essas tubulações equivalente. Dessa maneira, cada ramificação teria um comprimento
L = 20 + 120 + 20 m = 160 m
 
Essas ramificações, em paralelo, podem ser substituída por um conduto equivalente, cujos parâmetros, considerando-se a fórmula de Hazen-
Williams, são calculados por
C D2,63L0,54=∑Ci Di2,63Li0,54
É necessário definir quais parâmetros equivalentes serão pré-determinados e qual será calculado. Para o problema em questão, será adotado
o mesmo coeficiente C e o diâmetro igual aos tubos laterais (8"). Então:
 82,63L0,54=∑1,52,63Lr0,54
Tratando-se de 8 ramificações em paralelo:
82,63L0,54=81,52,63Lr0,54  →  L0,54=10,21 Lr0,54 →L=73,89 Lr 
→ L = 73,89 x 160 = 11822m
 
Dessa maneira, todas as tubulações podem ser consideradas como um único tubo de 8" e comprimento
L = 50 + 11822 + 80 = 11952
 
A perda de carga entre A e B pode ser calculada pela fórmula de Hazen-Williams, sendo C = 130 (aço novo). Deve-se atentar para a vazão
total de 8x1,4L/s e a conversão de unidades necessárias:
∆HAB=hp=10,65L Q1,85C1,85 D4,87 
= 10,65 x 11952 x (8x1,4/1000) / 130 x (8 x 0,0254)
= 9,03 m
 
Aplicando-se a equação da energia entre A e B:
pAρg+VA22g+zA=pBρg+VB22g+zB+∆HAB
O diâmetro é constante (8"), consequentemente V = V e os pontos estão na mesma cota (z = z ). Então:
pAρg=pBρg+∆HAB = 6 + 9,03 = 15,03 m.c.a.
r
T
1,85 1,85 4,87
A B A B
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A resposta correta é: 15,03.
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