Cálculo de Perda de Carga e Análise do Projeto de Tubulação

27032018 Unidade WEB AULA 4 clique aqui para ter acesso as tabelas e abacos de calculo 5 Calculo da Perda de Carga hf e da Pressao dinamica Pd Calculo da Perda de Carga Exemplo Calcular a perda de carga do trecho mais desfavoravel da tubulagao abaixo utilizando a formula de FairWhippleHsiao e 0 método dos comprimentos equivalentes Le a Teele J 3 ss J E se 3 ie a bh os ae Perspectiva lsométrica httpswwwsuzukiarqbrunidadewebaula204aula4htm 110 27032018 Unidade WEB Uy Ww 3 RG Pes eg eR a AE Oe eels ee ea ee eer 7 8 CH RG al 3 eal RP a LV ma eb Go o ea het Se eae Fe ee 109 400 100 Corte Longitudinal do Banheiro 51 Analise do projeto Antes de atender todos os aparelhos projetados em um ambiente a agua deve passar por uma valvula de controle Registro de Gaveta RG Essa valvula sera utilizada quando for necessario algum tipo de manutengao ou intervengao nos aparelhos existentes no ambiente Por exemplo se for necessario trocar a bdia da caixa acoplada fechase o registro do banheiro antes de fazer a manutengao evitando assim que a residéncia inteira fique sem abastecimento e que a vazao de agua atrapalhe o conserto Essa tubulagao que leva a agua até o ambiente chamase RAMAL O ramal do nosso exemplo de banheiro deve abastecer os trés aparelhos chuveiro CH lavatorio LV e bacia com caixa acoplada CD A partir do Registro de Gaveta existe uma primeira derivagao té que divide a vazao da agua para o chuveiro e para os outros dois aparelhos colocados a direita o lavatdrio e caixa acoplada da bacia sanitaria Essa tubulagao que atende somente o aparelho chamase SUBRAMAL No nosso exemplo existem os subramais do chuveiro do lavatorio e da caixa acoplada 52 PREDIMENSIONAMENTO DO RAMAL DO BANHEIRO Como no nosso primeiro exemplo o reservatorio atende somente um ambiente vamos entender como ramal o trecho de tubulagao que vai desde a saida do reservatorio até a primeira derivagao té para o chuveiro 521 Calculo da Vazao do Ramal do Banheiro httpswwwsuzukiarqbrunidadewebaula204aula4htm 210 27032018 Unidade WEB Cada aparelho possui uma vazao especifica e um peso relativo como apresentados na tabela abaixo aparelho vazao Q Is peso relativo P Chuveiro Lavatério Bacia com caixa acoplada TOTAL obs Para saber a vazdo e 0 peso de outros aparelhos consulte e a tabela completa Se somarmos as Vaz6ées de todos os aparelhos estaremos afirmando que todos os aparelhos funcionam simultaneamente o que nao é verdade e estaremos superdimensionando a tubulagao Os aparelhos estatisticamente sao utilizados em intervalos de tempo diferentes e durante periodos de tempo diferentes Um chuveiro por exemplo pode ser utilizado de duas a quatro vezes por dia e cada banho pode durar de 15 a 20 minutos Diferente de um lavatorio que pode ser utilizado 5 a 10 vezes por dia por 20 a 30 segundos cada Existe a probabilidade de se utilizar o chuveiro e o lavatério ao mesmo tempo e esta probalidade também pode ser calculada estatisticamente Hunter percebeu isso e mediu todos os periodos e intervalos de tempo de todos os aparelhos estabelecendo a cada um pesos relativos Utilizando esses pesos relativos estaremos dimensionamento a tubulagao de uma forma muito mais realista sem superdimensionar o sistema Para calcular a vazao a partir dos pesos relativos podemos utilizar a formula abaixo Q03V P Ou utilizar a tabela de vazdes Q x pesos P x diametro das tubulagdes e obter os valores por leitura direta Somatoria de pesos 10 vazao Q 03 Is httpswwwsuzukiarqbrunidadewebaula204aula4htm 310 27032018 Unidade WEB y J 4 2 tLeitura direta 4 pid a i s 0 ee a po ly oe i a2 Ea 522 Prédimensionamento do tubo do Ramal do Banheiro A leitura direta do abaco anterior também permite o prédimensionamento do diametro do tubo do ramal do banheiro Diametro do tubo d 20mm 53 PREDIMENSIONAMENTO DO SUBRAMAL DO CHUVEIRO 531Calculo da Vazao do Subramal do Chuveiro vazao Q s peso relativo P TOTAL Como so existe um aparelho atendendo o subramal do chuveiro a vazao do trecho é a vazao do equipamento Q 020 Is ou 019 Is se consultar 0 abaco ou utilizar a formula 532 Prédimensionamento do tubo do Ramal do Banheiro A leitura direta do abaco também permite o prédimensionamento do diametro do tubo do subramal do chuveiro Porém agora caimos no que chamamos de zona de duplo diametro O diametro do tubo pode ser de 15 ou de 20mm httpswwwsuzukiarqbrunidadewebaula204aula4htm 410 27032018 Unidade WEB f O43 10 i o9 a op oiO2 if Oa 1 a os e se zona de duplo diametra ou mmr 15 ou 20 ce 1 Mas qual é o critério utilizado para escolher o diametro do tubo quando o valor cai em uma zona de duplo diametro Se o tubo que esta sendo prédimensionado estiver em uma regiao do edificio com pouca pressao estatica devese adotar o maior valor lembrese quanto maior o diametro menor a perda de carga Se o tubo estiver em uma regiao com boa pressao estatica 0 pavimento térreo de uma sobrado por exemplo podemos adotar o menor valor No nosso exemplo o chuveiro esta bem proéximo do reservat6ério em uma regiao com pouca pressao estatica logo vamos adotar o maior valor d20mm 54 CALCULO DA PERDA DE CARGA UNITARIA J Relembrando as perdas de carga em uma tubulagao se originam do atrito do fluido contra as paredes dos trechos retilineos e do atrito do fluido contra as singularidades conex6es valvulas etc de uma tubulagao O método que vai ser utilizado para calcular a perda de carga é o de FairWhippleHsiao O abaco de FairWhippleHsiao contém 4 variaveis hidraulicas J perda de carga unitaria dada em mcam de tubulagao retilinea v velocidade dada em ms Q vazdo dada em Is DN didmetro nominal do tubo dado em mm ou polegadas Se soubermos 2 das 4 variaveis conseguimos calcular as outras 2 Ja temos o pré dimensionamento dos tubos dos ramais e subramais e as vazOes dos mesmos trechos logo conseguiremos calcular a perda de carga unitaria e as velocidades httpswwwsuzukiarqbrunidadewebaula204aula4htm 510 27032018 Unidade WEB 541 Calculo da perda de carga no ramal do banheiro DADOS Vazao Q03 Is Diametro DN 20 mm Para fazer a leitura direta no abaco é so criar uma linha entre os pontos DN20 e Q03 O prolongamento dessa linha em diregao aos abacos de perda de carga unitaria e da velocidade darao os seus valores Cuidado a escala do abaco nao é linear ela é logaritmica Fazendo a leitura direta no abaco teremos J 0072 mcam No ramal ha uma perda de carga de 0072 mca de pressao a cada metro linear de tubulagao do ramal do banheiro v 097 ms a velocidade nao deve ultrapassar 3 ms O comprimento do tubo do ramal chamado de comprimento real CR O CR do ramal é CR 025 025 010 040 110 CR210m httpswwwsuzukiarqbrunidadewebaula204aula4htm 610 27032018 Unidade WEB J Vv Q DN Ref mm ms Is im Re a 100 Ts 43 2 10 60 42V21 wi 10 w h 50 2 ry a ei m e O1 E RAMAL ie 40 112 oe ou 1 it o 32 v4 J0072 fan E ms e Wa0 7 vse E a 7 901 2 Q03Vs Fo o 20 t34 a ee F 7 DN20rnm O1 15 12 001 0001 542 Calculo da perda de carga no subramal do chuveiro DADOS Q019 Is DN 20 mm Fazendo a leitura direto no abaco temos J 0032 mcam Ha uma perda de pressao de 0032 mca a cada metro linear de tubulagao do subramal do chuveiro v 062 ms a velocidade nao pode ultrapassar 3 ms O comprimento do tubo do subramal também é chamado de comprimento real CR O CR do subramal do chuveiro é CR 100 110 CR210m httpswwwsuzukiarqbrunidadewebaula204aula4htm 710 27032018 Unidade WEB J V Q DN mm ms ls mm Ref 100 ia 100 1 7 43 a 60 4272 Fas 10 w 50 tay o f i 40 Lt SUBRAMAE CHUYEIO E a a ave 32 14 on 25 Oy 001 J0 052 mor ws 9 062 ma 20 34 e SOS049is Fs 01 DN20mrn 15 12 001 0001 55 CALCULO DAS PERDAS DE CARGA LOCALIZADAS Lembrando as perdas de carga localizadas sao aquelas provinientes das singularidades da tubulagao curvas derivagées registros de gaveta registros de pressao e saidas de reservatorio O método que sera utilizado sera o dos comprimentos equivalentes CE 551 Calculo das perdas de carga localizadas no Ramal do Banheiro pecas DN20mm comPrimereey tyson 1 Entrada de Borda 1 Curva de 90 joelho de 90 2 Registros de Gaveta abertos TOTAL httpswwwsuzukiarqbrunidadewebaula204aula4htm 810 27032018 Unidade WEB 552 Calculo das perdas de carga localizadas no subramal do chuveiro pecas DN20mm comPrimereey tyson 1 Té de saida lateral 1 Registro de Globo aberto 1140 2 Curvas de 90 joelhos de 90 TOTAL 56 Calculo das Perdas de Carga Totais hf A perda de carga total é a soma das perdas de cargas nos trechos retilineos de tubulagao e das perdas de carga localizadas Para isso vamos montar a seguinte tabela onde colocaremos os comprimentos reais dos trechos retilineos de tubulagao os comprimentos equivalentes e a perda de carga unitaria O comprimento total 6 a soma dos comprimentos reais e dos comprimentos equivalentes CTCRCE A perda de carga total é a multiplicagao da perda de carga unitaria J pelo comprimento total CR hf CTJ Perda de Comp Real Comp Comp Total Perda de Carga TRECHO CR Equivalente CE CT Carga Unitaria total hf mca J mm 7 CO 1620 1830 0032 Po TOTAL CONCLUSAO A perda de carga total do projeto entre a saida do reservatorio e o ponto do chuveiro é de 093 mca de pressao 57 Calculo da Pressao dinamica no ponto do Chuveiro A pressao dinamica no ponto do chuveiro é a diferenga entre a pressao estatica e a perda de carga total no sistema Pd Pe hf Através do conceito de Stevin podemos determinar a pressao estatica Pe A Pe é a diferenca de altura entre a saida do reservatorio e o ponto do chuveiro Pe 025 010 040 Pe 075 mca Portanto Pd 075 093 Pd 018 mca httpswwwsuzukiarqbrunidadewebaula204aula4htm 910 27032018 Unidade WEB Conclusao A pressao dinamica é menor que a pressao minima de servico de um chuveiro que é de 050 mca logo o chuveiro nao funcionara adequadamente httpswwwsuzukiarqbrunidadewebaula204aula4htm 1010