AVALIAÇÃO MECÂNICA DOS FLUIDOS JORDANA SPADA

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Iniciado em Saturday, 1 May 2021, 09:00
Estado Finalizada
Concluída em Saturday, 1 May 2021, 14:32
Tempo empregado 5 horas 32 minutos
Notas 0,60/1,00
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Questão 1
Completo
Atingiu 0,60 de
1,00
PROJETO DE UMA ADUTORA
 Para o projeto de uma adutora em PVC será considerado um período de projeto de 22 anos. Fixado o prazo de projeto, é
necessário conhecer a evolução populacional neste espaço de tempo. Com este elemento poderá ser feita estimativa do consumo de
água, ano a ano, e, sobretudo no fim do período adotado.
 Existem vários métodos para determinação matemática da estimativa da população ao fim do plano de investimento. Neste caso,
considerando o perfil da Comunidade (Rural) a que se destina a adutora, será utilizada uma metodologia baseada em uma equação
que determina um crescimento linear da população baseado na população atual aplicada uma taxa de crescimento ano a ano,
conforme a equação abaixo:
P = P . (1+ R)t 
onde, P é a População Futura; P , a População Atual; R, a Taxa de Crescimento da População (adimensional) e t, o tempo (anos).
A estimativa da população do projeto deve ser realizada com base no número de residências existentes atualmente na área da
comunidade, considerando um horizonte de projeto de 22 anos, taxa de crescimento populacional anual de 1,47 % e taxa ocupacional
de 4 habitantes/residência. Atualmente, o número total de residências atualmente corresponde a 125.
A elaboração de um projeto de abastecimento de água exige o conhecimento das vazões de dimensionamento das diversas partes
constitutivas do sistema. Para a determinação dessas vazões é necessário conhecer a demanda de água da comunidade. Em
estudos largamente difundidos na literatura apontam-se valores médio de consumo per capita para estimativas de demanda. Para o
caso em questão, considerando que a comunidade tem perfil rural e sua população no geral é considerada de baixo a médio padrão,
tem-se determinado cerca de 100 a 150 litros/habitante/dia. Nesse esboço, pode-se usar o consumo de 100 litros/habitante/dia. Este
valor deve ser usado no cálculo de projeto entre a bomba e o tanque R1, conforme o esboço do terreno apresentado abaixo.
p a
p a
Nesta figura, considere:
Altura A – 2 m
Altura B - 12 m
Altura C – 5,5 m
Altura D – 2,5 m
Comprimento da tubulação de sucção – 6 m
Comprimento da tubulação de descarga entre a bomba e o tanque R1 – 490 m
Comprimento da tubulação de descarga entra a bomba e o tanque R2 – 720 m
 
Os parâmetros a serem considerados para dimensionamento da adutora são a vazão de adução (Q), comprimento da adutora (L),
desnível a ser vencido (altura), e coeficiente C do material da tubulação (130). A vazão de projeto deve ser calculada considerando a
população de projeto, o consumo per capita diário e tempo de funcionamento do sistema elevatório. 
 O pré-dimensionamento do diâmetro econômico da tubulação de descarga da adutora pode ser feito através da fórmula de Bresse
abaixo, já o diâmetro da tubulação de sucção será 0,075 m. 
 
onde, K é o coeficiente de Bresse (valor comumente utilizado no Brasil é 1,2); e Q, a vazão de adução, em m /s. O diâmetro é
fornecido em metros.
 
As perdas de cargas ao longo das tubulações devem ser calculadas pela equação de Hazen-Willians:
onde, J é a perda de carga unitária (m/m); D, o diâmetro do tubo (m); Q, a vazão (m /s); e C, o coeficiente do material
(adimensional). 
A bomba presente no sistema de bombeamento corresponde a uma bomba centrífuga que trabalha com uma vazão máxima de 8
m /h. A curva característica pode ser representada pela equação abaixo:
HB = - 0,33.Q - 0,615.Q + 40
HB (m) e Q (m /h)
 
Responda:
a) Qual a vazão e carga requisitados considerando apenas o tanque R1? Para tanto, considere que o sistema de bombeamento
funcionará por 15 horas/dia. A bomba citada se ajusta ao requisitado pelo sistema? 
 
b) Por questões de segurança, como manutenção na linha ou possível desabastecimento, o tanque R2 pode ser acionado. Neste
caso, qual será o novo ponto de trabalho? Qual o tempo de operação (horas por dia) para que essa mesma bomba possa ser usada?
Lembre que o mesmo volume de água deve ser succionado diariamente. 
 
c) Qual o valor do NPSHd para ambos os sistemas? A bomba está localizada a 800 m acima do nível do mar. No verão, a
temperatura média da água é 35°C e no inverno 15°C. Você considera que esta diferença de temperatura possa ser um problema no
funcionamento da bomba?
 
d) Quais os tipos de válvulas que você aconselharia utilizar neste tipo de serviço ou ao longo da tubulação?
 
e) Nesta tubulação, existe um filtro na entrada do tanque. Caso esse filtro seja trocado por um mais eficiente, com menor perda de
carga, o que você aconselharia fazer para continuar usando a mesma bomba presente na linha na mesma vazão de trabalho?
f) Que tipos de conexões são recomendadas na sucção e descarga da bomba? Quais meios de ligação podem ser usados nestas
conexões? 
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