Décima quarta aula de hidráulica. Primeiro semestre de 2016

Transcrição

1 Décia quarta aula d hidráulica Priiro tr d 016

2 Vao vr ai ua alicação da quação d azn Willia xtraída do livro do rofor Azvdo Ntto ágina 155 Nua cidad do intrior, o núro d caa ating a 1340, gundo a agncia d tatítica rgional, a ocuação édia do doicílio gira torno d 5 oa or habitação. A cidad já conta co u rviço d abatcinto d água, localizando- o anancial na ncota d ua rra, nívl ai lvado do qu o rrvatório d ditribuição d água na cidad. O diâtro da linha adutora xitnt é d 150, ndo o tubo d frro fundido co 15 ano d uo. O nívl d água no onto d catação flutua torno d cota 81 obr o nívl édio do ar; o nívl d água édio no rrvatório d ditribuição é 776 obr o nívl édio do ar, o corinto da linha adutora é d 440. Vrificar o volu d água aduzido diariant od r conidrado atifatório ara o abatcinto atual da cidad, aditindo- o conuo individual édio coo ndo 00 litro or habitant, aí incluído todo o uo da cidad, o aqul não doético, qu no dia d aior calor a danda é crca d 5% aior qu a édia.

3 Dado:

4 Iniciao calculando o conuo no dia d aior danda Q 1340 doicílio 5habitant doicílio 00L hab. dia 1, L dia dia 0, ,4 L Dvo, ntão calcular a vazão qu tá xitindo na intalação COMO?

5 RECORRENDO A FÓRMULA DE AZEN WILLIAMS ESCRITA ISOLANDO A VAZÃO: Q 0,785 C D,633 J 0,541 Q = vazão ³/ D = diâtro intrno J = rda d carga unitária = /L / C = coficint adinional qu dnd da naturza (atrial tado) da ard do tubo (vid lid a guir).

6 Alicando a quação da nrgia d (1) a () L 14,3 0,0143 0,0085 0, ,0785 Q J D C 0,785 Q 100 C 0, L J g v z g v z 3 0,541,633 0,541, Vazão inuficint, n ua olução!

7 COMO TEMOS QUE AUMENTAR A VAZÃO EM CERCA DE 30%, PODERÍAMOS PENSAR EM TROCAR A TUBULAÇÃO OU INSTALAR UMA BOMBA, A ANÁLISE FINANCEIRA NOS ORIENTA NA TOMADA DE DECISÃO!

8 Vao fazr ai u ara alicar a quação d azn Willia tabé xtraída do livro do rofor Azvdo Ntto ágina 157 Para a adução d água da Rra do Guarairanga ara a Etação d Tratanto do Alto d Boa Vita, São Paulo, fora contruída vária linha aralla, co tubo d frro fundido d 900 d diâtro 5900 d corinto cada linha. Cada linha dv conduzir 1000 L/ ob bobanto. A cota do nívi d água na toada na chgada da ETA ão aroxiadant iguai. Etiar a rda d carga ara a guint éoca: inicial, aó 10, aó 0 aó 30 ano d funcionanto, aditindo qu não havrá liza da tubulação. Iortant: utiliz o C rtirado da tabla dada no xrcício antrior.

9 Coo a linha ão iguai, rolvo ara ua linha rcorrndo a fórula d azn Willia J 10,643 Q C 1,85 D 4,87 Idad D () valor d C Q(³/) J (/) h f ()/linha ,0018 1, , , , , , ,4

10 Vao agora analiar a vantag d controlar a vazão atravé d u invror d frquência rlação ao control d ua válvula globo.

11 O dado fora obtido na bancada da ala E039 do Cntro Univritário da FEI

12 Atravé da curva B = f(q) ara 60 z 50 z, corovaro qu a utilização do invror trará ua rdução na otência conuida ara viabilizar ito no róxio lid é dada a curva do rndinto da boba função da vazão da boba utilizada na bancada. 1

13 13

14 Obtnção da carga anoétrica B B z z v g v 14

15 Manôtro alinhado, ortanto: 15

16 Calculando a B B z z ucção "aço 40 D rcalqu 1,5"aço 40 int D 5,5 A int v g v 40,8 A v Q A 1,7c² 13,1c² z z 15,5c 1g 1g ,8Pa 9, Pa A vazão é lida dirtant no rotâtro kgf 1 c 9, Pa 16

17 Calculando a B B z z v g v B 0, , 9,8 133,8 1 v 1 19,6 v tratura do fluido 0 0 C rágua rg g nágua (kg/³) (kg/³) (/²) (²/) 998, ,8 1,00E-06 dado da tubulaçõ Entrada Saída D int () A(c²) D int () A(c² ) 17 5,5 1,7 40,8 13,1

18 Exlo d tabla d dado Exriência do invror d frquência riira art Frquência d 60 z Frquência d 50 z Q n Q n Enaio (³/h) (g) (kgf/c²) (r) (³/h) (g) (kgf/c²) (r) , , , ,5-80 1, ,5-100, , , , , , , ,5-190, , , ,5-00 1, , , ,5-50 1, 91 Frquência d 60 z Frquência d 50 z 18

19 Plo Excl Frquência d 60 z Frquência d 50 z Q x v v R Q x v v R Enaio (³/h) (/) (/) (³/h) (/) (/) ,640 1, ,3 4,5 0,544 0, ,0 3 6,5 0,83 1, ,8 5 0,640 1, , ,04 1, , 6,5 0,83 1, , ,3, ,6 8 1,04 1, , 6 1,5 1,6, ,7 10 1,3, ,6 7 15,5,0 3, ,7 1,5 1,6, ,7 8 17,5, 3, ,0 14,5 1,9 3, ,0 19

20 Plo Excl Frquência d 60 z Frquência d 50 z Q x Bx Q 3500 B3500 Q x Bx Q 916 B916 Enaio (³/h) () (³/h) () (³/h) () (³/h) () 1 0 5,6 0 4,9 0 17,6 0 17,0 4,5 6,5 4,5 6, 3,75 17,9 3,7 17,5 3 5,5 6,1 5,5 5,9 4,5 18,0 4,5 17,6 4 7,5 5,9 7,5 5,8 6 17,8 5,9 17,5 5 9,5 5,9 9,5 5,8 7,5 18,0 7,4 17,7 6 11,5 5,0 11,5 5,1 9,5 17,5 9,5 17,3 7 13,5 3,9 13,6 4, 11 16,7 11,0 16,6 8 15,5,7 15,6 3,0 1,5 15,6 1,5 15,5 0

21 Curva obtida atravé da xriência 1

22 Nt onto, calculao a otência noinal da boba tanto ara 60 z (3500 r) coo ara 50 z (916 r), ito ara a vazão áxia obtida 50 z Sria o onto A B rrntado a guir.

23 Ponto ara o cálculo da otência noinai da boba a z 3

24 O onto B é obtido co a válvula controladora fchada arcialnt, já o onto A é obtido co a válvula totalnt abrta! N BB BB BB Q A Q B 0,037 1,5 0,1995 1,5 1,5 h 998, 9,8 1, ,6 3 B A 15,6 0,3907 1,5 4,9 4,7 7,79 1,5 4,051 6% 4,7 1353,W O rndinto do onto A dv r dtrinado co auxílio da anali dinional 4

25 O gráfico ao lado forncido lo fabricant jutifica o orqu dvo rcorrr a análi dinional.

26 Rcorro ao coficint d vazão D Q N Q B60z BB BB BA B60z 3 R 1, ,199515,04 BA Q 916 D B50z 3 R 15,04 h 3 7,7915,04 4, , 9,8 1,5 15, , ,5W 67,8% Portanto ocorru ua rdução d crca d 4,3% na otência noinal da boba 6

27 Dvríao fazr ua análi financira abintal, oi vrificaríao o to d aortização do invtinto inicial na cora intalação do invror d frquência co a rdução do cuto da nrgia aí ntra tabé a art abintal Princialnt orqu a gração d nrgia no Brail grand art tá alicrçada hidrolétrica! 7