Slide - Perda de Carga Localizada 1 - Hidráulica 2021-2

Perda de Carga Localizada Prof. Carlos Eduardo F Mello DECIV/EM/UFOP Datum Z1 Z2 γ 1p γ 2 p Linha Pezométrica Linha Energia(Carga) H12 ∆ 2g V2 2 2g V2 1 Introdução LE_real Δh Q 1 2 3 Expressão Geral das Perdas Localizadas 2g K V (m) h 2 = ∆ 3.1 Geometria Re ε Expressão Geral das Perdas Localizadas 0.20 0.21 0.22 0.23 0.24 0.25 0.26 0.27 0.28 0.29 0.30 0 20000 40000 60000 80000 100000 120000 140000 Re K Curva K x Re (Cotovelo de 450 1 1/2”) Ferro galvanizado Alargamento brusco V1 V2 x ∆h V2 / 2g 1 V2 / 2g 2 1 2 A B L.E L.P ( ) ∑ − = ρ 1 2 x V Q V F 3.2 V ) Q(V p A A ) p (A p A 1 2 2 2 1 2 1 1 1 − = ρ − − + 3.3 h 2g V p 2g V p 2 2 2 2 1 1 + ∆ = γ + + γ 3.4 V ) Q(V p A A ) p (A p A 1 2 2 2 1 2 1 1 1 − = ρ − − + 3.3 V ) Q(V p A p A p A p A 1 2 2 2 1 1 2 1 1 1 − = ρ − − + V ) Q(V p )A (p 1 2 2 2 1 − = ρ − h 2g V 2g V p p 2 1 2 2 2 1 + ∆ − − γ = γ h 2 V V g p ) p ( 2 1 2 2 2 1  + γ∆      − = γ − V ) A (V Q p ) (p 1 2 2 2 1 − = ρ − h 2 V V p ) p ( 2 1 2 2 2 1  + γ∆      − = ρ − Alargamento brusco V ) A (V Q p ) (p 1 2 2 2 1 − = ρ − h 2 V V p ) p ( 2 1 2 2 2 1  + γ∆      − = ρ − V ) A (V Q h 2 V V 1 2 2 2 1 2 2 −  + γ∆ = ρ      − ρ       − −ρ − γ∆ = ρ 2 V V V ) A (V Q h 2 1 2 2 1 2 2       − − − ∆ = 2 V V V ) V (V h g 2 1 2 2 1 2 2       − − − ∆ = 2 V V V V V h g 2 1 2 2 1 2 2 2 2g V V 2V V 2V h 2 1 2 2 1 2 2 2 + − − ∆ = 2g V 2V V V h 2 1 1 2 2 2 + − = ∆ 2g V ) (V h 2 2 1 − = ∆ Usando a continuidade 2 2 1 1 A V A V = Alargamento brusco 2g V ) (V ∆h 2 2 1 − = 2 1 1 2 A A V V = g 2 ) A A V (V h 2 2 1 1 1 − = ∆ 2 2 1 12 A A 2g 1 V h     − = ∆ g K V A A g V g V V h 2 1 2 2 ) ( 2 1 2 2 1 2 1 2 2 1 =     − = − = ∆ 3.5 Alargamento brusco 2g V h 2g V 2g V ) (V 2g V 2 2 2 2 2 2 1 12 > ∆ + + − > Alargamento brusco V1>>V2 < γ γ 2 1 p p V2 / 2g L.E. L.P. D V N.A. K=1 3.6 Alargamento brusco Estreitamento brusco ∆h V2 / 2g 1 V2 / 2g 2 1 0 L.E L.P V2 V1 2 2g V ) (V h 2 2 0 − = ∆ 3.7 2 0 c A A C = 3.8 Usando Eq. continuidade 2 2 0 0 A V A V = c 2 0 2 2 0 C V A A V V = = 2g K V 2g V 1 C 1 2g V ) (V / C 2g V ) (V h 2 2 2 2 2 c 2 2 c 2 2 2 0 =       − = − = − = ∆ 3.9 Estreitamento brusco 0,30 0,4 0,24 0,36 0,41 0,46 0,5 K 0,5 0,3 0,2 0,1 0 A2/A1 0 1,0 0,02 0,06 0,12 0,18 K 0,9 0,8 0,7 0,6 A2/A1 Estreitamento brusco N.A D V K=0,8 L.P. N.A D V K=0,5 L.E. V / 2g 5,0 2 / 2g V2 N.A D V r K r/D 0,17 0,08 0,05 0,04 0,25 0,4 0,3 0,2 0,1 0,05 Estreitamento brusco 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 0 20 40 60 80 100 α( α( α( α(graus)))) K Gibson (D2/D1=3) Huang (D2/D1=2) Peters (D2/D1=1,53) Gibson D2/D1=1,5) Q V1 D1 α D2 Alargamento gradual 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0 20 40 60 80 100 α( α( α( α(graus)))) K Levin (D2/D1=2,1) Levin (D2/D1=1,5) Levin (D2/D1=1,2) Q V1 D2 α D1 Estreitamento gradual Curvas e Cotovelos r V α D V α V V 0 5,3 180 D ,016 r ,013 K α               + = − ,2 17 10 6 67 6, K ⋅α ⋅ = − 3.10 3.11 Válvula de Gaveta VOLANTE ENGRAXADEIRA HASTE APERTA GAXETA GAXETA TAMPA CORPO ANEL SEDE CUNHA Registro de Gaveta a D Q 17,0 3/4 K a/D 0,15 0 97,8 5,52 2,06 0,81 0,26 7/8 5/8 1/2 3/8 1/4 Válvula Borboleta HASTE PREME GAXETAS GAXETAS MANCAL PARAFUSO SEDE DISCO MANCAL Válvula Borboleta α D 18,7 45 32,6 10,8 6,22 3,91 2,51 1,54 0,90 0,52 0,24 0,15 K 50 40 35 30 25 20 15 10 5 0 α0 Válvula Globo HASTE APERTA GAXETA GAXETA JUNTA CORPO CONTRA SEDE ANEL-SEDE LUVA DA CONTRA-SEDE PARAFUSO TAMPA BUCHA VOLANTE PORCA DO VOLANTE K Acessório 2,0 0,9 0,2 0,4 0,4 0,6 0,9 Tê, saída lateral Tê, passagem direta Curva de 450 Curva 900, r/D=1 Cotovelo de 450 Cotovelo 900 raio longo Cotovelo de 900 raio curto K Acessório 6 2,2 3 10 10 5 0,2 Válvula de bóia Curva de retorno, α=1800 Válvula de retenção Válvula de pé de crivo Válvula de globo aberta Válvula de ângulo aberta Válvula de gaveta aberta Análise de Tubulações Z1 Z2 A B C D ∆E E F L1 L2 L3 L4 L5 L6 ∆Z B ∑ ∑ ∑ ∆ ± ∆ + = ∆ j k k j i i i E h J L Z Exemplo 3.1 Ke(entrada tubulação) = 0,50 Kcotovelo= 0,80 Ks(entrada reservatório)= 1,0 Z1 Z2 10 A ligação entre dois reservatórios abertos, cujos níveis d’água diferem de 10 m, é feita através de uma tubulação de 0,15 m de diâmetro, em aço soldado liso, coeficiente de rugosidade ε = 0,10 mm. O comprimento retilíneo da tubulação é 410 m, existindo as seguintes singularidades, que produzem perdas de carga localizadas: entrada na tubulação em aresta viva Ke = 0,50, dois cotovelos 90º raio curto Kc = 0,80 e entrada no reservatório inferior Ks = 1,0. Determine a vazão transportada em regime permanente. L = 410m D = 0,15m Ε = 0,10mm