Hidráulica de Condutos Forçados

A escolha do manancial é essencial para o bom funcionamento de um sistema de abastecimento público de água Deve ser observado a qualidade da água localização e capacidade deste manancial tanto em épocas chuvosas como nas épocas secas O manancial deve atender de forma adequada a finalidade para a qual será destinado A figura abaixo apresenta um manancial servindo duas estações de tratamento de água ETA Com base na figura apresentada e nas informações contidas na tabela assinale a alternativa que apresenta corretamente a vazão e o diâmetro do trecho que sai do manancial Um engenheiro está projetando a instalação hidráulica de uma fábrica sendo o traçado da tubulação ilustrado na figura abaixo A vazão de projeto é de 6 ls e será utilizada uma tubulação de aço carbono f 0018 A pressão de entrada e saída na tubulação deverá ser monitorada por esta razão dois manômetros distanciados de 12 m um do outro deverão respectivamente registrar aproximadamente as pressões P1 15000 kPa e P2 13000 kPa Considere o peso específico γ 10000 Nm³ Marque a alternativa que apresenta o diâmetro comercial mais adequado para essa instalação Um fazendeiro deseja instalar um sistema para irrigar uma pequena horta A partir de um reservatório elevado uma tubulação irá levar a água até sua horta Do ponto A ao ponto B a tubulação terá 10 m e não haverá derivação de vazão neste trecho Do ponto B até o final da tubulação que possui 5 m de extensão com ponta seca no final do trecho haverá uma distribuição em marcha de q 002 lsm Considere a tubulação de diâmetro D 0015 m rugosidade absoluta ε 0010 mm e viscosidade cinemática da água vcn 1 10⁶ m²s Assinale a alternativa que apresenta a carga de pressão no ponto B Em um projeto de instalações hidráulico sanitário de uma residência o esquema da canalização para o abastecimento do chuveiro é mostrado na figura a seguir Sendo a tubulação de PVC rígido com 17 mm de diâmetro desejase que o chuveiro funcione com uma vazão de 20 lmin Considere a pressão mínima no chuveiro de 1 mca Assinale a alternativa que apresenta o comprimento máximo da tubulação para que a vazão no chuveiro seja atendida Utilize FairWhippleHsiao Despreze as perdas do chuveiro e a energia cinética 605 m 825 m 1595 m 1925 m 495 m O sistema de abastecimento em grandes cidades utiliza mais de um reservatório para alimentar a rede de distribuição a fim de atender as variações de vazões ao longo do dia A cidade normalmente encontrase localizada entre dois reservatórios como mostra a figura abaixo Quando o consumo de água na cidade é alto a mesma recebe vazão de ambos os reservatórios quando o consumo é baixo um reservatório abastece a cidade e outro reservatório recebe a vazão remanescente O material da tubulação é de aço soldado C 130 e em determinado horário do dia a carga de pressão no ponto B é de 20 mca Analisando a situação apresentada assinale a alternativa que apresenta corretamente a vazão que está sendo consumida nesta derivação 487 ls 375 ls 251 ls 314 ls 658 ls 1 Q 6ls 6103 m³s f 0018 L 18m P1 150 KPa 15010³ Pa P2 130 KPa 13010³ Pa γ 10000 Nm³ E2E1 15 m o Cálculo da Perda de Carga Pela Eq Universal hf 00827fQ²L D⁵ 008270018610³²18 D⁵ hf 6430810⁷ D⁵ o Sabese que Q1 Q2 logo V1 V2 V o Aplicando a Eq de Bernoulli P1γ V1²2g E1 P2γ V2²2g E2 hf P1γ V²2g P2γ V²2g E2 E1 hf 15010³10000 13010³10000 15 6430810⁷D⁵ D 00663 m 663 mm O diâmetro comercial deve ser igual ou superior ao calculado Logo D 73 mm 2 LAB 10 m LBF 5 m QF 0 m³s o Ponta Seca QBF 002 lsm 00210³ m³sm D 0015 m E 0010 mm 001010³ m v 1x10⁶ m²s o Vazão no trecho AB QAB QBF QF 00210³5 110⁴ m³s o Cálculo da Velocidade VAB QπD²4 110⁴π0015²4 05659 ms o Número de Reynolds Rey VDv 05659001510⁶ 84885 o Fator de Atrito f 025logε37D 574Rey09² 025log00110³370015 5748488509² 00335 o Cálculo da Perda de Carga pela Eq Universal hf 00827fQ²LABD5 008270033510⁴²1000155 hf 0365 m o Aplicando a Eq de Bernoulli entre a Carga do Reservatório e o ponto B ER 27 m PR 0 VR 0 EB 0 VB 05659 ms PB PRγ VR²2g ER PBγ VB²2g EB hf 27 PBγ 05659²2981 0365 PBγ 232 mca Resposta 233 mca 3 PVC Rígido ER 45 m PR 0 D 17 mm ECH 20 m Q 20 lmin 12060000 l m³s PCHγ 1 mca Despreze as perdas do chuveiro e da energia cinética Ltotal Lmáx Leq Lmáx 31 l Lmáx 330 o Aplicando a Eq de Bernoulli PRγ VR²2g ZR PCHγ VCH²2g ZCH hf ER PCHγ ZCH hf o Substituindo hf pela Eq de Fair Whipple Hass ER PCHγ ZCH 0000869Q175kD475 45 1 20 00008692060000175 Lmáx 3310017475 Lmáx 495 m Conhecendo todas as incógnitas do trecho 3 será calculado a cota piezométrica na interseção trecho 3 L3 1000 m C 120 ε Etu 2 710 m D3 0350 m Q3 100 ls 010 m³s perda de carga por Hazan Williams hf 1065 Q3185 L3 C3185 D3487 1065 010185 1000 120185 035487 3558 m Aplicando Bernoulli na interseção e trecho 3 Zi Piγ Vi²2g Z3 Piγ V3²2g hf cota piezométrica CP CP 710 3558 713558 m Conhecendo CP da interseção é possível calcular a vazão no trecho 2 Aplicando a Eq de Bernoulli Zi Piγ Vi²2g Z2 Piγ V2²2g hf CP Substituindo hf pela Eq de Hazan Williams CP Z2 1065 Q2185 L2 C2185 D2487 713558 700 1065 Q2185 1500 120185 030487 Q2 0110 m³s Q2 110 ls vazão trecho 1 Q1 Q2 Q3 110 100 210 ls Calculando o diâmetro do trecho 1 seguindo os mesmos passos Zi Piγ Vi²2g Zi Piγ Vi²2g hf1 Z1 CP 1065 Q1185 L1 C1185 D1487 750 713558 1065 021185 2000 140185 D1487 D1 0312 m D comercial 300 mm Q 210 ls S1 C 130 Pbγ 20 mca Eb 710 m Ea 760 m Paγ 0 Da 015 m La 1000 m Ec 750 m Pcγ 0 Dc 010 m Lc 760 CPb 710 20 730 m Sendo a Cota Piezométrica B menor que Ea e Ec logo os 2 reservatórios estão abastecendo o ponto B Aplicando Bernoulli A B Ea Paγ Va²2g Eb Pbγ Vb²2g hfAB Substituindo hfAB pela Eq de Hazan Williams Ea Eb Pbγ 1065 Qa185 La Ca185 Da487 760 710 20 1065 Qa185 1000 130185 015487 Qa 00369 m³s 369 ls Aplicando Bernoulli C B Ec Pcγ Vf²2g Eb Pbγ Vb²2g hCB Ec Eb Pbγ 1065 Qc185 Lc C185 Dc487 750 710 20 1065 Qc185 760 130185 010487 Qc 00118 m³s Qc 118 ls Vazão no ponto B Qb Qa Qc 369 118 487 ls