Hidraulica - Conduto Forcado e Aplicacoes - Calculo de Velocidade e Tubulacoes Equivalentes

BRUNO SEGALLA PIZZOLATTI ENS 7008 Hidráulica Conduto forçado aplicações 1 UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental Conduto forçado aplicações Velocidade em tubulações Velocidade mínima Para evitar a sedimentação de partículas 025 040 ms dependendo da qualidade da água concentração de partículas que possam sedimentar 050 ms esgotos domésticos 040 ms sistemas de abastecimento de água potável públicos ABNTNBR 12218 Velocidade em tubulações Velocidade máxima Condições econômicas Limita sobrepressões Limitar perdas de carga Desgaste de tubulações e peças Controle de corrosão Ruídos desagradáveis vmax 12 a 30 ms linhas de recalque em função de condições econômicas vmax 14D instalações prediais 3 ms ABNTNBR 5626 vmax 060 150D sistemas de abastecimento de água potável públicos 18 ms D até 600mm Interligação de reservatórios velocidade típica em tubulações de água de 10 a 20 ms Tubulações equivalentes Dizse que um sistema de tubulações é equivalente a outro quando ele é capaz de conduzir a mesma vazão com a mesma perda de carga total ΔhTsistema1 ΔhTsistema2 ΣQentrada ΣQsaída Em cada nó Tubulações equivalentes série Vazão constante Perda de carga total é o somatório das perdas de carga nos trechos Para equação Universal feLe De5 f1L1 D15 fnLn Dn5 Para equação de HazenWilliams Le Ce185De487 L1 C1185D1487 Ln Cn185Dn487 Tubulações equivalentes paralelo Vazão constante nos pontos A e B mas divida entre as três tubulações do exemplo Perda de carga em cada trecho é a mesma Para equação Universal De5 feLe D15 f1L1 Dn5 fnLn Para equação de HazenWilliams CeDe263 Le054 C1D1263 L1054 CnDn263 Ln054 A interligação entre dois reservatórios mantidos em nível constante é realizada por uma tubulação com 330 m comprimento e 400 mm de diâmetro sendo capaz de transportar uma vazão de 250 Ls É possível substituir essa tubulação por duas tubulações de 200 mm acondicionados em paralelo de mesmo material e no mesmo traçado da anterior Dado C 130 Resposta Não Posição dos condutos em relação à linha piezométrica 9 Posição dos condutos em relação à linha piezométrica 10 Válvula de Descarga Registro Registro Ventosa Ventosa Posição dos condutos em relação à linha piezométrica 11 Posição dos condutos em relação à linha piezométrica 12 Posição dos condutos em relação à linha piezométrica 13 Posição dos condutos em relação à linha piezométrica 14 No text available in the image A linha piezométrica não deve cortar a tubulação pois afeta o funcionamento da adutora formação de bolsas de ar pressões negativas variação de volume O que se deve fazer Opção 1 Cortar o terreno para locar a tubulação abaixo da piezométrica Opção 2 Construção de uma caixa intermediária no ponto mais alto do terreno aberta à pressão atmosférica Opção 3 Dimensionar a linha com dois diâmetros D1 D2 A piezométrica do primeiro trecho terá declividade menor J1 para ultrapassar o ponto alto Devese ter uma folga da piezométrica de no mínimo 15 m acima do terreno Escolhese a alternativa mais econômica e adequada operacionalmente a cada caso Calculase a perda de carga unitária ideal ao longo da tubulação Ji Este valor conduziria ao D mais econômico uma vez que utilizaria toda a energia disponível Ji Z1 Z2L Para adutoras com L 5000D não se considera as perdas localizadas Roteiro de cálculo dimensionamento de adutora por gravidade Calculase o diâmetro teórico por exemplo por Hazen Willians J 1065 Q185 C185 D487 Onde Ji perda de carga unitária ideal mm Q vazão m³s C coeficiente de rugosidade tabelado D diâmetro da tubulação m Adotase o Diâmetro comercial imediatamente superior ao teórico calculado Com o Diâmetro comercial maior vazão Para chegar na vazão requerida podese Dar um fechamento parcial na válvula Energia despendida com o fechamento da válvula pode ser utilizada no próprio tubo casos em que não se pode aumentar a vazão Com o Diâmetro comercial calculado Dc Calculase a nova perda de carga unitário Jc Calculase o novo desnível geométrico ΔZc Jc x L Comparase Se ΔZ ΔZc 005 ΔZ utilizase Dc adotado como final Haverá perda de energia igual a ΔZ ΔZc Se ΔZ ΔZc 005 ΔZ subdividese a adutora em dois subtrechos de diâmetros diferentes Em um sistema de abastecimento de água uma adutora que interliga 2 reservatórios deverá transportar uma vazão de 143 Ls conforme a Figura Determinar os diâmetros e comprimento da adutora em que toda a energia disponível no sistema é utilizada para a adução da água Considerar adutora de ferro fundido dúctil novo com revestimento de argamassa de cimento C 130 Desprezar perdas localizadas Diâmetros comerciais mm 100 125 150 200 250 300 350 400 500 700 1200 Resposta Uma adutora de 400 mm de diâmetro e 7591 m ou 2908 m com 400 mm e 2442 m com 350 mm FIM