A tubulação em PVC de recalque de uma bomba em edifício tem 1'' de diâmetro nominal e 27,8mm de diâmetro interno. O comprimento é de 30m e, como si...
A tubulação em PVC de recalque de uma bomba em edifício tem 1'' de diâmetro nominal e 27,8mm de diâmetro interno. O comprimento é de 30m e, como singularidades, há 10 curvas 90°, um registro de globo e uma válvula de retenção leve. O desnível entre as extremidades da tubulação é de 25m, estando a jusante mais elevada. Calculando da maneira mais prática possível, obtenha a pressão ao final da tubulação, se foi medido 32m.c.a no início quando a vazão era de 1,0L/s: (Comprimento equivalente de cada singularidade: curva de 90° = 0,6m, registro de globo = 15m e válvula de retenção leve = 3,8m.) -1,4m.c.a. 23,5m.c.a. 25,4m.c.a. 0,4m.c.a. 26,6m.c.a.
Para calcular a pressão ao final da tubulação, podemos utilizar a equação de Bernoulli, que relaciona a pressão, a velocidade e a altura em um fluido incompressível e sem atrito.
Considerando que a vazão é constante em toda a tubulação, podemos utilizar a equação de Darcy-Weisbach para calcular as perdas de carga ao longo da tubulação. Essa equação relaciona a perda de carga com o comprimento, o diâmetro, a rugosidade e a velocidade do fluido.
Para simplificar os cálculos, podemos utilizar a fórmula de Hazen-Williams, que é uma aproximação da equação de Darcy-Weisbach para tubulações de PVC. Essa fórmula relaciona a perda de carga com o comprimento, o diâmetro e o coeficiente de rugosidade do material.
O coeficiente de rugosidade do PVC é de aproximadamente 0,01 mm. O comprimento equivalente das singularidades pode ser calculado multiplicando o comprimento real pelo fator de equivalência de cada uma delas.
Assim, podemos calcular a perda de carga total ao longo da tubulação:
L = 30 m
D = 27,8 mm
Q = 1,0 L/s
K_curva = 0,6
K_registro = 15
K_valvula = 3,8
f = 0,02 (aproximação da fórmula de Hazen-Williams para PVC)
K_total = 10*K_curva + K_registro + K_valvula
L_equivalente = L + K_total
V = Q/(3,14*(D/2)^2)
H_f = f*(L_equivalente/D)*(V^2)/(2*9,81)
A pressão ao final da tubulação pode ser calculada somando a perda de carga ao desnível entre as extremidades:
P_final = 32 - H_f - 25
Substituindo os valores, obtemos:
K_total = 10*0,6 + 15 + 3,8 = 21,8
L_equivalente = 30 + 21,8 = 51,8
V = 1,0/(3,14*(27,8/2)^2) = 1,45 m/s
H_f = 0,02*(51,8/27,8)*(1,45^2)/(2*9,81) = 2,05 m
P_final = 32 - 2,05 - 25 = 4,95 m.c.a.
Portanto, a pressão ao final da tubulação é de aproximadamente 4,95 m.c.a., o que corresponde à alternativa D).
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