Aula 4: Sistemas Hidráulicos de Tubulações e Sifões

24112023 1 1001372 Hidráulica dos Condutos Forçados Prof Gabriel Dibbern Sacchi gabrielsacchiufscarbr Aula 4 Sistemas Hidráulicos de Tubulações 5 Sifões 6 Aplicações Sifões Sifão Ocorre quando o plano de carga efetivo corta a tubulação Após o escorvamento o escoamento estabelece sob regime permanente sob uma carga H desde que a pressão no ponto C não caia abaixo da tensão de vapor pressão necessária para a vaporização do líquido 24112023 2 𝐻0 𝐻1 𝐻 𝑃𝑎 𝛾 𝐻1 𝑃𝑐 𝛾 𝐻𝐴𝐶 𝐻1 𝑃𝑎 𝑃𝑣 𝛾 𝐻𝐴𝐶 𝐻0 𝑃𝑎 𝑃𝑣 𝛾 𝐻𝐶𝐷 Bernoulli 𝑣𝐴² 2 𝑔 𝑍𝐴 𝑝𝐴 𝛾 𝑣𝐷² 2 𝑔 𝑍𝐷 𝑝𝐷 𝛾 𝐻 𝐻 𝑉2 2𝑔 1 𝑓𝐿 𝐷 𝐾 0 H 𝑉𝐷 2 2𝑔 𝑓𝐿 𝐷 𝐾 𝐻 𝑉2 2𝑔 1 𝑓𝐿 𝐷 𝐾 𝑉 1 𝛼 2𝑔𝐻 μ 2𝑔𝐻 𝑄 𝑉𝐴 𝜇𝐴 2𝑔𝐻 Lei dos orifícios Aplicações 24112023 3 Exercício 8 A diferença de nível entre dois reservatórios conectados por um sifão é 75m O diâmetro do sifão é 030m seu comprimento 750m e o coeficiente de atrito f 0026 Se ar é liberado da água quando a carga de pressão absoluta é menor que 12 mH2O qual deve ser o máximo comprimento do tramo ascendente do sifão para que ele escoe a seção plena sem quebra na coluna de líquido se o ponto mais alto está 54m acima do nível do reservatório superior Neste caso qual é a vazão Pressão atmosférica local igual a 9265 kNm² Despreze as perdas localizadas ℎ 00827 𝑓 𝐿 𝑄² 𝐷5 L 273 m Exercício 10 O esquema de adutoras mostrado na Figura faz parte de um sistema de distribuição de água em uma cidade cuja rede se inicia no ponto B Quando a carga de pressão disponível no ponto B for de 200 mca determine a vazão no trecho AB e verifique se o reservatório II é abastecido ou abastecedor Nesta situação qual a vazão QB que está indo para a rede de distribuição A partir de qual valor da carga de pressão em B a rede é abastecida somente pelo reservatório I Material das tubulações aço rebitado novo Despreze as perdas localizadas e as cargas cinéticas e utilize a fórmula de HazenWilliams QAB 429 Ls QB 280 Ls PBγ 15 mca Exercício 11 Para o sistema de 3 reservatórios interligados determine as vazões e sentidos Desprezar perdas localizadas Cota do NAR1 10000 Cota do NAR2 9000 Cota do NAR3 7000 Trecho 1 2 3 Comprimento m 1000 800 1500 Diâmetro mm 150 125 100 C HW 100 100 100 CPB 9320 m Q1 00127 m³s Q2 00059 m³s Q3 00068 m³s Exercício 12 A Figura a seguir mostra o esquema de um sistema hidráulico para transporte de água para irrigação A tubulação ABC tem um diâmetro de 100mm sendo em PVC flexível C120 permitindo portanto que se possa variar a cota de saída no ponto C ZC O trecho AB mede 1000m e o trecho BC apresenta um comprimento de 10000m O ponto B tratase do ponto mais alto dessa tubulação e encontrase a 600 m acima do NA do reservatório sendo NA do reservatório igual a 1000m No ponto C a água é descarregada para a atmosfera Determine o máximo desnível Hmax para que este sistema apresente funcionamento adequado em termos de transporte de água Dados adicionais Desprezar perdas de carga localizadas e carga cinética Considerar temperatura da água de 30 oC Pv γ 044 mca Adotar Pat γ 980 mca Hmax 3696m 24112023 4 Exercício 13 Refazer o Exercício 12 considerando as cargas cinéticas Discuta sobre os resultados obtidos nos 2 casos Hmax 2661m