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1 1.7 Perda de carga localizada (h L ) Borda-Belanger formulou que h L K l V 2 2g onde k L é um coeficiente de perda de carga localizada que é função do número de Reynolds e da geometria da peça. É obtido experimentalmente e amplamente divulgado em manuais de hidráulica ou catálogos de fabricantes.

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3 Outro método é o do comprimento equivalente (ou virtual), onde são atribuídos comprimentos fictícios para cada peça que produziriam uma perda de carga distribuída equivalente a localizada: L 2 2 L V h f f D eq V 2g h f f K D 2g Igualando as equações de perda de carga por acessórios se obtém: Leq K L f D

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6 Figura Valores de K para expansões bruscas Figura Valores de K para entradas e saídas

7 Exemplo 7: A tubulação da figura é de aço e tem diâmetro D = 200 mm. Determinar a vazão transportada. Exemplo 8: De um lago artificial parte uma tubulação de 800 m de comprimento, D= 300 mm e Q = 60 l/s. Calcule a perda de carga, tendo no percurso um crivo, 2 registros de gaveta abertos, uma entrada afogada no reservatório e 2 cotovelos de 90º. Adote C = 100

8 Exemplo 9: Calcular a perda de carga no sub-ramal que abastece um chuveiro em uma instalação predial. Verificar a porcentagem das perdas locais em relação à perda de carga distribuída, Considere uma vazão de 0,2 l/s e um tubo de PVC de ½. Exemplo 10: Entre duas seções A e B, de uma tubulação horizontal de ferro fundido com D = 63 mm foram instalados 9 cotovelos de 90º e uma válvula de retenção. Se Q = 30,24 m 3 /h, P A = 5,5 bar e L = 170 m. Qual é a pressão em B? Utilize o método dos comprimentos equivalentes.

9 Exemplo 11: Uma tubulação horizontal muda bruscamente de 450 mm para 300 mm de diâmetro. Manômetros instalados antes e depois deste acidente registram 1,8 bar e 1,4 bar, respectivamente. Determine a vazão considerando que o coeficiente de perdas de carga localizada desta redução é k = 0,4.

10 1.8 Diâmetros Comerciais de Tubos Materiais mais comuns: aço galvanizado, aço, ferro fundido, cobre e latão, concreto, manilhas cerâmicas e tubos de PVC Tubos de aço sem revestimento, chamados de tubos de aço preto de zinco (galvanizados) com revestimento asfálticos e com concreto MERCADO NACIONAL normas NBR 5580, DIN 2440 (alemã), ASTM A-53, A-106, A-120 (americana) e BS1387 (inglesa)

11 Ferro fundido dúctil NBR 7663, NBR 8682, NBR 13747, ISO 2531 e ISO No Brasil, o principal fabricante deste tipo de tubo é a Metalúrgica Barbará (atualmente Saint-Gobain Canalização) Cobre e bronze água quente água fria gás incêndio energia solar bitolas de 15 mm (1/2") a 104 mm (4") Classe "E" - tubo de parede fina, especialmente projetado para instalações hidráulicas prediais, para água quente e fria, e são fabricados sem costura em barras de 5 metros. Classe "A" - tubo de parede intermediária, com as mesmas características do tubo da classe anterior, mais utilizados para instalações de gás. Classe "I" - Tubo de parede mais grossa, com as mesmas caraterísticas da outras, sendo o mais utilizado para instalações de alta pressão.

12 Instalações prediais de água potável NBR 5648 Tubos de PVC Distribuição de água em adutoras e redes ( linha PBA) Adução e distribuição de água tubos de PVC rígido, da linha DEFoFo diâmetros nominais de 100, 150, 200, 250 e 300 mm Tubulações de esgoto diâmetros nominais de 40 a 150 mm NBR 5647 NBR5688 NBR 7665

13 1.9 Diâmetros econômicos Diâmetros grandes -> velocidades baixas -> perdas menores - > Hm menor - > Potência da bomba menor - > menor gasto com energia elétrica -> porém instalação mais cara devido ao maior diâmetro. Diâmetros pequenos -> velocidades altas -> perdas maiores - > Hm maior - > Potência da bomba maior - > maior gasto com energia elétrica -> porém instalação mais barata devido ao menor diâmetro. D ECO k Q Fórmula de Bresse (m) onde 0,75 k 1, 4 Como V 4Q D 2 4Q 2 k Q fixar k é fixar uma velocidade 4 k 2 com esta expressão pode-se fazer a seguinte tabela: k V (m/s) 0,75 2,26 0,80 1,99 0,85 1,76 0,90 1,57 1,00 1,27 1,10 1,05 1,20 0,88 1,30 0,75 1,40 0,65

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16 Velocidade alta é aconselhável apenas para sistemas que operam poucas horas por dia, neste caso é usual adotar 0, 25 D ECO 1,3 X Q onde X n 24 n = número de horas de funcionamento da bomba por dia, para instalações prediais o valor usual é de 6 a 8 horas por dia Determinado o diâmetro da tubulação de recalque o diâmetro da tubulação de sucção é o diâmetro comercial imediatamente superior para evitar a cavitação (formação de bolhas de vapor provocadas quando a pressão de sucção é inferior a pressão de vapor do fluido). Exemplo 1: certa indústria necessita bombear 36 m 3 /h de água. As alturas geométricas de sucção e recalque medem 3 e 10 m, respectivamente. Determine: (a) Os diâmetros econômicos das tubulações. Dados k=1

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