Classificação dos Escoamentos: Forçado e Livre

Classificação dos escoamentos Escoamento Forçado a pressão é sempre diferente da atmosférica e portanto o conduto tem que ser fechado Exemplo Tubulações de recalque e sucção de bombas e nas redes de abastecimento de água Conduto forçado Fonte Adaptado de BAPTISTA LARA 2010 Escoamento Livre a pressão na superfície do líquido é igual à atmosférica Exemplo Canais fluviais e nas redes coletores de águas pluviais e esgotos Conduto livre Fonte Adaptado de BAPTISTA LARA 2010 Escoamento laminar e turbulento Experimento de Reynolds Fonte Adaptado de BRUNETTI 2008 O experimento de Osborne Reynolds 1883 possiilita a demonstração da existência de dois tipos de escoamentos Escoamento laminar Escoamento turbulento Escoamento laminar Escoamento turbulento Escoamento laminar e turbulento Fonte Adaptado de BAPTISTA LARA 2010 𝑅𝑒 𝜌 𝑈 𝐷 𝜇 𝑠𝑒𝑛𝑑𝑜 𝜐 𝜇 𝜌 𝑅𝑒 𝑈 𝐷 𝜐 Onde 𝑅𝑒 Número de Reynolds 𝑈 Velocidade média do escomento 𝐷 Dimensão geométrica característica 𝜌 Massa específica 𝜐 Viscosidade cinemática Observese que a velocidade utilizada é a velocidade média 𝑈 pois a velocidade varia do centro para as bordas do conduto conforme pode ser intuido através da figura a seguir Variação de velocidade Fonte Adaptado de BAPTISTA LARA 2010 Para condutos forçados 𝐷 é o diâmetro do conduto 𝐷 Para os condutos livres 𝐷 é o Raio Hidráulico 𝑅 𝑅 𝐴 𝑃 Á𝑟𝑒𝑎 Ú𝑚𝑖𝑑𝑎 𝑃𝑒𝑟í𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑀𝑜𝑙ℎ𝑎𝑑𝑜 Onde Á𝑟𝑒𝑎 Ú𝑚𝑖𝑑𝑎 área transversal do escoamento fluido 𝑃𝑒𝑟í𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑀𝑜𝑙ℎ𝑎𝑑𝑜 trecho do perímetro da seção de área em que o fluido está em contato com a parede do conduto Área úmida e perímetro molhado Regime Condutos Forçados Condutos Livres Laminar 𝑅𝑒 2000 𝑅𝑒 500 Transição 2000 𝑅𝑒 4000 500 𝑅𝑒 1000 Turbulento 𝑅𝑒 4000 𝑅𝑒 1000 Fórmula 𝑅𝑒 𝑈 𝐷 𝜐 𝑅𝑒 𝑈 𝑅 𝜐 Exercícios 1 Verificouse que a velocidade econômica para uma extensa linha de recalque é 105 𝑚𝑠 A vazão necessária a ser fornecida pelas bombas é de 450 𝑚 ℎ𝑜𝑟𝑎 Determinar o diâmetro da linha Diâmetros comerciais de tubulação 350 𝑚𝑚 400 𝑚𝑚 𝑒 450 𝑚𝑚 2 Em um edifício de 12 pavimentos a vazão máxima provável devida ao uso de diversos aparelhos em uma coluna de distribuição de 60 𝑚𝑚 de diâmetro de 75 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠𝑠 Determinar a velocidade de escoamento A P