EXEMPLOS DE INSTALSÇÕES

Pelo valor do estudo da perda de carga no desenvolvimento de projetos de instalações hidráulicas e pela influência do tipo de escoamento na suadeterminação, inicia-se o próximo encontro simulando-se a experiência de Reynolds

Deve-se observar que o exemplo anterior representa o único trecho de uma instalação hidráulica (entre a entrada e saída de uma máquina hidráulica) ondenão se considera a perda de carga na equação da energia, isto porque a mesma já é considerada no rendimento da máquina, o qual é sempre menor que 100%.
Como nos demais trechos deve-se considerar a perda de carga, inicia-se o seu estudo classificando os escoamentos em função do deslocamento transversal de massa, onde se tem:
escoamento laminar – que é aquele que apresenta um deslocamento transversal de massa desprezível, o que representa que existe a predominância das forças viscosas;
escoamento turbulento – que é aquele que tem um deslocamento transversal de massa predominante, o que representa a predominância das forças deinércia.
escoamento de transição – que é a passagem do laminar para o turbulento, ou vice-versa.
Um dos precursores deste estudo foi Osborne Reynolds (1842 -1912) que em 1883 realizou as experiências que resultaram, tanto no número de Reynoldscomo a classificação do escoamento incompressível em função do número de Reynolds.
O número de Reynolds pode ser assim representado:

Para que se possa praticar os conceitos anteriore basta entrar na página: http://www.escoladavida.eng.br/mecflubasica/gabaritos.htm e navegar pelas segundas provas e provas substitutivas, ou então entrar na página: http://www.escoladavida.eng.br/mecfluidos.htm e navegar pela Unidade 3 - Conceitos básicos para o estudo dos escoamentos incompressíveis em regime permanente.
equação da energia – que representa um balanço de carga (energia por unidade de peso do fluido) entre duas seções do escoamento:

A expressão anterior é originada do cálculo da vazão em um ponto fluido, posteriormente se soma as vazões de todos os ponto pela integral e se iguala com a expressão Q = A × v o que resulta:

É importante notar que em todas as expressões anteriores trabalha-se com a velocidade média do escoamento e que em uma seção do escoamento tem-se a velocidade variando do eixo da tubulação (vmáx) até junto as suas paredes onde a velocidade é nula, isto implica que a velocidade média deve ser calculada pela expressão:

Como pela condição de escoamento em incompressível se tem que a massa específica permanece constante (r1 = r2 = cte ) reescreve-se a equação da continuidade para esta nova situação:

Os aparelhos anteriores serão estudados em escePaequação da continuidade – que é a equação que garante que não ocorra nem acúmulo, nem falta de massa entre duas seções do escoamento.ra os estudos anteriores, tanto do projeto da instalação hidráulica básica, como dos aparelhos medidoresde vazão deve-se evocar as equações:specífico desprezíveis ao longo do escoamento e onde ao se fixar uma das suas seções de escoamento se tem as propriedades fluidas invariáveis com o tempo.oamentos incompressíveis em regime permanente, ou seja, aqueles que apresentam variações de massa e peso

Importante: para efeito de dimensionamento das tubulações é fundamental que se recorra a outra expressão para especificação da vazão: Q = v x A onde:
v = velocidade média dA = área da seção formada pelo fluido que em se tratando de condutos forçados é igual a área da É fundamental também que se saiba efetuar a medição de vazão:seção transversal do conduto.o escoamento;

Algumas unidades para Q; Qm e QG - para que possamos evocar as suas principais unidades, introduzimos inicialmente as suas equações dimensionais

Portanto:
Algumas unidades para Q; Qm e QG - para que possamos evocar as suas principais unidades, introduzimos inicialmente as suas equações dimensionais:
Conhecendo-se as equações dimensionais, podemos estabelecer as suas principais unidades, por exemplo:
Importante: para efeito de dimensionamento das tubulações é fundamental que se recorra a outra expressão para especificação da vazão: Q = v x A onde:
v = velocidade média do escoamento;
A = área da seção formada pelo fluido que em se tratando de condutos forçados é igual a área da seção transversal do conduto.
É fundamental também que se saiba efetuar a medição de vazão:

Define-se instalação de recalque toda a instalação hidráulica que transporta o fluido de uma cota inferior para uma cota superior e onde o escoamento éviabilizado pela presença de uma bomba hidráulica, que é um dispositivo projetado para fornecer energia ao fluido, que ao ser considerada por unidade do fluido é denominada de carga manométrica da bomba (HB).
Uma instalação de recalque é dividida em:
tubulação de sucção = tubulação antes da bomba;
tubulação de recalque = tubulação após a bomba.
A partir deste ponto, pelo fato do projeto ser considerado a essência da engenharia estabelece-se um estudo que possibilitará a compreensão dodesenvolvimento do projeto de uma instalação hidráulica básica, ou seja, daquela que apresenta somente uma entrada e uma saída.
Neste tipo de projeto, geralmente deseja-se:
dimensionar as tubulações;
especificar a bomba com seu ponto de trabalho;
especificar a reserva contra a cavitação;
especificar o consumo de potência.
Para se pensar em iniciar o projeto, deve-se ter os conceitos de vazão, já que esta representa uns dos dados iniciais de projeto.
A argumentação anterior, leva a iniciar os estudos propostos pelos conceitos de vazão em volume (ou simplesmente vazão), vazão em massa e vazão em peso.

Resultados

Planejado

Importante notar que a variação da pressão (Dp) depende da vazão de escoamento do fluido e que esta por sua vez é determinada pela relação do volume de fluido que passou em uma da seção por unidade de tempo, ou seja:
(Dp), que é originada por uma variação de área.

Mencionar que na instalação de recalque sempre haverá a presença de uma bomba hidráulica que terá como função repor as perdas e vencer o desnível entre o nível de captação e o nível no reservatório superior.

perda de carga singular ou localizada, que é aquela que ocorre em uma acessório hidráulico, ou seja, ocorre em comprimento desprezível e onde se tem mudança de seção e/ou mudança de direção do escoamento

O fluido na bancada escoa do subsolo para o tanque superior, ou seja, tem um escoamento não espontâneo já que vai de uma cota inferior para uma cota superior, constituindo desta forma uma instalação hidráulica denominada de instalação de recalque.
Toda instalação de recalque pode ser dividida em dois trechos:
o primeiro, antes da bomba é denominado de tubulação de sução, onde a menor pressão na tubulação ocorre na seção imediatamente na entrada da bomba devido a perda de carga que é originada pela viscosidade do fluido (m);
o segundo, depois da bomba é denominado de tubulação de recalque, onde a maior pressão ocorre na seção imediatamente na saída da bomba devido a perda de carga que é originada pela viscosidade do fluido (m);
Importante observar que existem dois tipos de perda de carga:
perda de carga distribuída que ocorre em trechos onde o diâmetro é mantido constante, o comprimento do tubo é diferente de zero e onde não existe nenhum acessório hidráulico (exemplos: válvulas; redução; medidores em geral, ...);

Iniciamos esta aula estabelecendo uma análise da variação da pressão (Dp) em um escoamento fluido através do mindmapping que representa os objetivos principais de cada exercício baseados na bancada do laboratório mostrada a seguir.