Lista de Exercícios sobre Máquinas Hidráulicas A

Máquinas Hidráulicas A 1s2022 Prof Dr Vinícius G S Simionatto Página 1 de 2 PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE CAMPINAS CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS AMBIENTAIS E DE TECNOLOGIA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA Máquinas Hidráulicas A Lista 2 Exercícios Sugeridos para Estudo Dados comuns os dados desta tabela podem ser usados em todos os exercícios 𝜌𝐻2𝑂ref 1000 𝑘𝑔𝑚3 𝑆𝐺𝐻2𝑂 4C 1 𝑆𝐺𝐻2𝑂20C 099 𝑆𝐺𝐻𝑔 1355 𝑆𝐺óleo 088 𝑔 981 𝑚𝑠2 𝑆𝐺querosene 082 1 lbf ft2 478803 Pa 𝜇𝐻2𝑂 893 104 Pa s Exercício 1 Um tubo horizontal liso smooth de 100 metros é conectado a um grande reservatório Uma bomba é ligada ao fim do tubo para bombear água para o reservatório a uma vazão de 001 m³s Qual a pressão manométrica na descarga da bomba necessária para gerar esta vazão O diâmetro interno do tubo é de 75 mm Resposta 1519 kPa Exercício 2 Água flui a 25 Ls através de uma contração gradual na qual o diâmetro do tubo é reduzido de 75 para 375 mm com ângulo de 150 Se a pressão antes da contração era de 500 kPa estime a pressão após a contração Recalcule para o caso de transição abrupta ângulo de 180 Respostas 1705 kPa e 1577 kPa Exercício 3 Um experimento de laboratório é montado para que a perda de carga de um fluxo de água por um tubo liso seja medida O diâmetro do tubo é de 159 mm e seu comprimento é de 356 m O fluxo entra no tubo vindo de um reservatório por uma entrada de ângulos retos a Calcule a vazão mínima necessária para que se tenha fluxo turbulento Resposta 2567x105 m³s b Calcule a altura mínima do reservatório para que se obtenha fluxo turbulento na tubulação Resposta 103 cm Exercício 4 Um sistema para teste de bombas de saída variável consiste de 4 cotovelos de 90 e uma válvula gaveta aberta conforme a figura O circuito deve absorver a energia gerada pela bomba O encanamento possui diâmetro de 75 mm é de ferro fundido e o comprimento total da tubulação é de 20 m Calcule o diferencial de pressão a ser gerado pela bomba para as vazões de Q 001 m³s 002 m³s 003 m³s 004 m³s 005 m³s e 006 m³s Respostas 2819 kPa 11147 kPa 24982 kPa 44324 kPa 69173 kPa 99529 kPa Máquinas Hidráulicas A 1s2022 Prof Dr Vinícius G S Simionatto Página 2 de 2 Exercício 5 Você comprou uma casa recentemente e deseja melhorar a vazão de água no andar superior A baixa vazão é dada por 3 motivos A pressão fornecida pela cidade é baixa 200 kPa mano A tubulação possui diâmetro pequeno 127 cm e está incrustada o que aumentou sua rugosidade relativa para eD 005 O andar superior está a 15 metros do medidor de vazão Você considera duas opções 1 Trocar a tubulação por uma nova de 19 cm de diâmetro interno e lisa 2 Instalar uma bomba pressurizadora capaz de gerar um diferencial de pressão de 300 kPa e manter a tubulação original Qual é a melhor opção Respostas Situação 1 Q 555x104 m³s Situação 2 Q 292x104 m³s Exercício 6 Dados obtidos de medições com água em uma seção vertical de um tubo de aço galvanizado velho e corroído de 50 mm de diâmetro interno mostram que em um ponto de medição a pressão estática manométrica era de 750 kPa e em um segundo ponto 40 m abaixo a pressão estática manométrica era de 250 kPa A vazão durante a medição era de 0015 m³s a Estime a rugosidade relativa da tubulação Resposta eD 001016 b Qual seria a porcentagem de economia em potência da bomba caso a tubulação fosse trocada por uma nova de mesmo material Resposta 3075 Exercício 7 Uma tubulação de 125 mm de diâmetro transporta água a 10C 𝜌 999 kgm3 𝜇 1308 103 Pa s Ela contém 50 m de tubo de aço galvanizado 5 válvulas gaveta totalmente abertas 1 válvula angular totalmente aberta 7 cotovelos de 90 uma entrada de bordas quadradas a partir de um reservatório e uma descarga livre As condições na entrada são p1 150 kPa e z1 15 m e na saída são p2 0 kPa e z2 30 m Uma bomba centrífuga é instalada nesta tubulação para transportar a água Qual o incremento de pressão que a bomba deve fornecer para que a vazão volumétrica seja de Q 50 Ls Resposta 27805 kPa Exercício 8 Água flui a uma vazão de 003 m³s através da tubulação bipartida mostrada na figura O tubo inferior de 100 mm de diâmetro possui um filtro e uma válvula globo Já a tubulação superior de 50 mm de diâmetro possui uma válvula gaveta Os tubos são feitos de aço galvanizado Determine a velocidade do fluxo através de cada ramo da tubulação Determine também a queda de pressão entre os pontos A e B quando ambas as válvulas estão abertas A perda de carga do filtro é dada por 𝐻𝑓 16 𝑉22𝑔 Assuma para a água 𝛾 9810 𝑁𝑚³ e 𝜈 106 𝑚2𝑠