Calcular a perda de carga correspondente à vazão de 1,0 l/s em 22 m de canalização de PVC soldável de diâmetro interno igual a 25mm mais três joelhos de 90°. No caso dessa canalização utilizar a fórmula de Fair Whipple Hsaio para Cobre que é a mesma utilizada para PVC. O comprimento equivalente para o cotovelo de 25mm é igual a 1,20m.
Perda de Carga Total = 1,20m |
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Perda de Carga Total = 5,035m |
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Perda de Carga Total = 7,19m |
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Perda de Carga Total = 4,2m |
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Perda de Carga Total = 0,1968m |
Q= 1,0l/s ---0,001m³/s
L = 22m
D= 25mm ---0,025m
Comprimento Total =25,60m (22m+3,6m(joelhos de 90°));
J(para cobre)= 0,00859*Q^1,75/D^4,75 = 0,19668
hf=J*L ------0,19668*25,60 = 5,035m
Para resolver este problema, devemos colocar em prática nossos conhecimentos sobre Instalações Hidráulicas e Sanitárias. Em especial, utilizaremos a equação de Fair–Whipple–Hsiao para cobre, exposta abaixo:
\(h=\dfrac{0,00086\cdot Q^{1,75}}{D^{4,75}}\cdot L,\)
em que \(h\) é a perda de carga na tubulação; \(Q\) a vazão a metros cúbicos por segundo; \(D\) o diâmetro em metros; e \(L\) o comprimento da tubulação em metros.
Substituindo os dados do problema, resulta que:
\(\begin{align} h&=\dfrac{0,00086\cdot Q^{1,75}}{D^{4,75}}\cdot L \\&\dfrac{0,00086\cdot(0,001\text{ }\frac{\text m^3}{\text s})^{1,75}}{(0,025\text{ m})^{4,75}}\cdot (22\text{ m}) \\&\approx4,33\text{ m} \end{align}\)
Além disso, devemos considerar ainda a perda de carga localizada \((h_l)\), que consiste em três joelhos de \(90°\) com comprimento equivalente de \(1,20\text{ m}\):
\(\begin{align} h_l&=3\cdot (1,20\text{ m}) \\&=3,60\text{ m} \end{align}\)
Por fim, somando a perda de carga na tubulação com a perda de carga localizada, calcula-se a perda de carga total \((h_T)\):
\(\begin{align} h_T&=h+h_l \\&=4,33+3,60 \\&=7,93\text{ m} \end{align}\)
Portanto, a perda de carga total é de \(\boxed{7,93\text{ m}}\).
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