Capítulo 1 Escoamento permanente de fluido incompressível em condutos forçados. Capítulo 2 Instalações básicas de bombeamento. Capítulo 3 Turbobombas

Transcrição

1 Capítulo 1 Escoamento permanente de fluido incompressível em condutos forçados Capítulo Instalações básicas de bombeamento Capítulo 3 Turbobombas Capítulo 4 Bombas de deslocamento positivo Capítulo 5 Ventiladores Capitulo 6 Turbinas Hidráulicas Capítulo 7 Circuitos Óleo-Hidráulicos Capítulo 8 Circuitos Pneumáticos Prof: Nestor Proenza Pérez nestorproenza@yahoo.es

2 BIBLIOGRAFIA Fox, R. & Mconald, A. - INTROUÇÃO À MECÂNICA OS FLUIOS, 4 o edição (revista), LTC, (Capítulos 8 e 11). Giles, R.; Evett, J.; Liu, C. - MECÂNICA OS FLUIOS E HIRÁULICA, Schaum, 0 edição, Makron Books, (Exercícios). Azevedo Netto - MANUAL E HIRÁULICA, 8 o edição, Ed. Edgar Blücher, (Apoio). Bran, R. & Souza, Z. - MÁQUINAS E FLUXO: TURBINAS, BOMBAS e VENTILAORES. Livro Técnico, Mattos, E & de Falco, R. - BOMBAS INUSTRIAIS. Ed. Interciência, Macintyre, A. - BOMBAS E INSTALAÇÕES E BOMBEAMENTO, o edição, Ed. Guanabara, Von Linsingen, I. - FUNAMENTOS E SISTEMAS HIRÁULICOS. Ed. UFSC, 001. Bolmann, A. - FUNAMENTOS A AUTOMAÇÃO INUSTRIAL PNEUTRÔNICA. ABHP, Meixner, H. & Sauer, E. - TÉCNICAS E APLICAÇÕES E COMANOS ELETROPNEUMÁUTICOS. 0 edição, Festo - idatic, Novais, J. - MÉTOO SEQÜÊNCIAL PARA AUTOMATIZAÇÃO ELECTROPNEUMÁTICA. o edição. Fundação Gulerkian, Filippo, G. - MOTOR E INUÇÃO. Ed. Érica, 000.

3 CRITÉRIO E AVALIAÇÃO Nota do bimestre i: P bi (prova e/ou trabalho) Nota da substitutiva: P s (1 o ou o semestre) * * matéria do 1 o semestre substitui a menor nota entre P b1 ou P b * matéria do o semestre substitui menor nota entre P b3 ou P b4 Nota final de laboratório: P L Nota final sem exame: N1 = 0,8 *(P b1 + P b + P b3 + P b4 )/4 + 0,*P L Obs: N1 > 7,0 aprovado 3,0 < N 1 < 7,0 exame 1, de acordo com a regra geral do sistema seriado

4 Escoamento permanente de fluido incompressível em condutos forçados 1.1 Introdução

5 1. efinições a) Conduto: é toda estrutura sólida destinada ao transporte de um fluido, líquido ou gás. Classificam-se em: - Conduto forçado: toda a face interna do conduto está em contato com o fluido em movimento, não apresentando nenhuma superfície livre. Ex: Tubulações de sucção e recalque, oleodutos, gasodutos. - Conduto Livre: apenas parcialmente a face do conduto está em contato com o fluido em movimento. Ex: esgotos, calhas, leitos de rios.

6 b) Raio e diâmetro hidráulico. Raio hidráulico é definido como: R H A Onde: A é a área transversal do escoamento do fluido; é o perímetro molhado ou trecho do perímetro, da seção de área A, em que o fluido está em contato com a parede do conduto. iâmetro hidráulico H é definido por: 4R H R H Para um tubo de seção circular com diâmetro A 4 R H 4 4 H 4R H 4 4

7

8 c) iagrama de velocidades em condutos forçados a mecânica dos fluidos temos: No escoamento laminar o diagrama de velocidades, na seção circular, será dado por: r v v vmax 1 Esse caso acontecerá caso Re 000 R

9 No escoamento turbulento o diagrama de velocidades, na seção circular, será dado por: v 1 7 r v vmax1 Esse caso acontecerá caso Re 4000 R

10 d) Rugosidade Considera-se que as asperezas tenham altura e distribuição uniforme. efine-se também rugosidade relativa e/d

11

12 e) Classificação das perdas de carga São divididas em: Perdas de carga distribuída (h f ) a que acontece ao longo de tubos retos, devido ao atrito das partículas de fluido entre si. Perdas de carga localizada ou singular (h s ) devido as peças que provocam perturbações bruscas no escoamento, como válvulas, curvas, cotovelos, reduções, medidores, etc. Na figura, entre (1) e () e () e (3) temos perdas distribuidas. Em (1) temos uma saida de reservatório, em () um cotovelo, em (3) uma curva, em (4) uma redução gradual, em (5) um registro e em (6) uma saída de jato livre.

13 1.3 Perda de carga distribuída (h f ) Nesta figura vale ressaltar que a soma p z é denominado carga piezométrica e pode ser medida pela instalação de um piezômetro.

14 arcy-waisbach em seus experimentos definiram a perda de carga distribuída. g V L f h f onde f é o coeficiente de perda de carga distribuída e este é função do número de Reynolds e da rugosidade relativa. En función da vazão: 4 1 ) ( Q g L f g A Q L f h f 5 0,087 Q L f h f

15 Para escoamento laminar Hagen-Poiselle definiu que Para escoamento turbulento, a definição do valor de f é feita com o auxílio de diagramas obtidos experimentalmente. O mais utilizado é o diagrama de Moody- Rouse. f 64 Re f 000e 0, Re 1 3

16

17 0,316 Para tubos de PVC f BLASIUS 0, 5 Re < Re <

18 1.4 Problemas Típicos de perda de carga distribuída Quando temos poucas peças singulares e um longo comprimento de tubulação, desprezam-se as perdas localizadas, considerando apenas a perda distribuída. Temos 3 problemas típicos: 1º caso: dados L,, Q, n, e e determina-se h f º caso: dados L,, h f, n, e e determina-se Q 3º caso: dados L, Q, h f, n, e e determina-se Exemplo 1: 1º caso. eterminar a perda de carga por km de comprimento de uma tubulação de aço de seção circular de diâmetro 45 cm. O fluido é óleo (ν = 1,06 x 10-5 m /s) e a vazão é de 190 l/s. 0,45 m 1, Q 190 l / s Exemplo º caso: Calcular a vazão de água num conduto de ferro fundido, sendo dados = 10 cm, ν= 0,7 x 10-6 m /s e sabendo que dois manômetros instalados a uma distância de 10 m indicam, respectivamente, 0,15 MPa e 0,145 MPa (γ H0 = 10 4 N/m 3 ) 10 cm 0, Q? L 10 m P 0,005 Exemplo 3 3º caso: Calcular o diâmetro de um tubo de aço que deverá transportar uma vazão de 19 l/s de querosene (ν= 3 x 10-6 m /s) a uma distância de 600 m, com uma perda de carga de 3 m. 6? Aço 310 Q 19 l / s MPa L 600 m h f 3 m