Pressão é definida como força por unidade de área. O documento apresenta noções básicas de hidráulica, incluindo definições de pressão, volume, caudal, velocidade, trabalho, potência e perdas de carga, ilustrando cada conceito com exemplos numéricos.
2. Pressão P = força/ área
Unidades de medida 1atm = 1 kgf/cm2 = 10 m.c.a. = 0,1Mpa = 1 bar = 14,2 psi
PRESSÃO = FORÇA / ÁREA
F = PESO DA ÁGUA (PA)= Υ X VOLUME =
FORÇA NORMAL Á SUPERFÍCIE
A= ÁREA TOTAL ONDE A FORÇA É
APLICADA
F1/A1 = F2/A2
F2 = F1A2/A1
PRESSÃO # FORÇA NUNCA CONFUNDIR
Ø +/- 1m Ø +/- 98 m
Noções básicas de hidráulica
5. PRESSÃO ABSOLUTA – Pressão total em qualquer ponto no interior do liquido
Pressão da altura da coluna de líquido + pressão atmosférica.
PRESSÃO ABSOLUTA / PRESSÃO EFETIVA OU MANOMÉTRICA
PRESSÃO EFETIVA/MANOMÉTRICA – Valor da pressão causada pela altura da
coluna de um líquido.
Pressão aspiração Bomba menor
OBRIGA ÁGUA SUBIR
Noções básicas de hidráulica
6. Noções básicas de hidráulica
Exercício 1 - Calcule a pressão na base do depósito com 1 metro de
diâmetro e altura de 5 metros
Dados
V= 5 m3
A(m2) = π x r2 = 3.14 x
(0.5)2= 0.785
Υ = 9800 PA
P(KGF/CM2)=Υ X V / A
1kgf/m2 = 9,81 Pa
Υ = 1kgf/cm2 = 9810 Pa
arredondar a 9800 Pa
Resposta
P (Pa) = Υ x V / A = 9800 x 5 / 0.785 = 62420 Kgf/cm2
1 Pa = 1x10-5kgf/cm2
P (kgf/cm2) = 0.62 Pa
Pressão= força/ área
7. Volume ( l; cm3; dm3; m3 ) 1 l = 1000 cm3 = 1 dm3 = 0,001 m3
Como se calcula um volume ?
Noções básicas de hidráulica
A (m2) x H (m)
8. Volume ( l; cm3; dm3; m3 ) 1 l = 1000 cm3 = 1 dm3 = 0,001 m3
Noções básicas de hidráulica
Exercício 2 - Suponha que tem uma conduta com 300 metros, em
diâmetro exterior de 90 mm, com parede de 5.4 mm. Qual o volume de
água que que essa tubagem pode conter?
Dados
C=300 m
Dext=90 mm
Parede:5,4 mm
V (m3) = A x C
Onde
A=π x r2
Resposta
Dint = Dext – (2 x 5,4 mm) = 79.2 mm = 0.0792 m
V (m3) = π x r2 x C
V (m3) = 3.1415 x 0.03962 x 300 = 1,4779 m3 = 1477 l
Resposta
Dint = Dext – (2 x 5,4 mm) = 79.2 mm = 0.0792 m
V (m3) = π x r2 x C
V (m3) = 3.1415 x 0.03962 x 300 = 1,4779 m3 = 1477 l
9. Caudal é a quantidade de liquido que passa através de uma secção por
unidade de tempo (l/seg; l/min; m3/s; m3/h)
Q = A (m2 ) x V (m/s) = Q m3/s
Q = V1 x A1 = V2 x A2
COMO SE CALCULA O CAUDAL QUE CIRCULA NUM TUBO?
CAUDAL
10. Noções básicas de hidráulica
Exercício 3 - Considere que na conduta anterior circula um fluído com a
velocidade de 1,6 m/s. Que caudal teremos?
Dados
Dint=79.2 mm
V(m/s) = 1.6
Q m3/s = A (m2 ) x V (m/s)
Resposta
A(m2) = 0.00492
Q(m3/s) =0.00492 x 1.6 = 0.00787 m3/s
Q(m3/h) = 28.33
Caudal (l/seg; l/min; m3/s; m3/h)
11. A passagem do escoamento laminar a turbulento é função da velocidade de deslocamento
do fluxo, do diâmetro e rugosidade da conduta, assim como da viscosidade do fluído
Velocidades aconselháveis
Condutas : 1,0 – 2,2 m/s
Cabeçais de válvulas e outros: 1,0 - 3,5 m/sm/s
..
Velocidade - Velocidade média de escoamento numa determinada secção ( m/s )
Velocidade
(m/s)=
Q m3/s
A (m2 )
Noções básicas de hidráulica
12. Velocidade (m/s)
Noções básicas de hidráulica
Exercício 4 - Considerando que na conduta anterior temos um caudal de
40 m3/h, calcule a velocidade do fluído.
Dados
Dint=79.2 mm
Q(m3/h) = 40
Q m3/s = A (m2 ) x V (m/s)
Resposta
Q(m3/h) =40 = 0.0111 m3/s
A(m2) = 0.00492
V(m/s) = Q (m3/s) / A(m2)
V(m/s) = 0.0111 / 0.00492 = 2.25 m/s
13. TRABALHO = FORÇA X DISTÂNCIA (Quilogramas força metro)
Noções básicas de hidráulica
Exercício 5 - Considerando que quero elevar um reservatório de 3 m3 a
uma altura de 5 metros sendo o peso reservatório 200 Kgf
Dados
Peso reserv= 200 Kgf
Peso água = 3m3 x 1000
Kgf/m3 = 3000 Kgf
Distância= 5 Metros
Resposta
Força =Peso reservatório + peso água
Força = 200 + 3000 = 3200 Kgf
Trabalho= Força x Distância
Trabalho= 3200 x 5 = 16 000 Kgfm
14. POTÊNCIA= TRABALHO/ TEMPO
Noções básicas de hidráulica
Exercício 6 - Considerando exercício anterior que quero elevar a água do
reservatório em 6 horas, ou seja 21 600 segundos
Resposta
Potencia = Trabalho / Tempo
Potencia = 16 000 / 21 600 s = 0,741 Kgfm/s
Dividindo-se por 75 = 0,0099 CV
Dividindo-se por 0,102 =7,24 watt
15. ENERGIA = DIFICIL DEFINIR… MAS PARA MIM EM HIDRAÚLICA, É A
CAPACIDADE DE REALIZAR TRABALHO
Noções básicas de hidráulica
FORMAS ENCONTRADAS DE ENERGIA:
16. Golpe de Aríete – É o choque violento nas paredes de uma tubagem quando
existe uma mudança brusca no movimento de um liquido
ΔP = - p.C. ΔV
T= 2L/C
ΔV = - ΔV0 (para fecho rapido)
C= Celeridade (m/s)
B= Módulo de compressibilidade (Pa)
P= Densidade do liquido (kg/m3)
D = Diâmetro interno (m)
e = Espessura da parede do tubo (m)
E = Modulo de elasticidade do material do tubo
(Pa)
1kgf/m2 = 9,81 Pa
Noções básicas de hidráulica
17. Cálculo de golpe de aríete
Exercício 7 - Calcule a pressão máxima atingida na conduta , utilizando
os dados obtidos nos exercícios anteriores e considerando uma pressão de
serviço de 6 kgf/cm2
Dados
Comp (L)=300m
Ø Int. (D) = 0.0792 m
A (m2) = 0.00492
Esp. Parede(e) = 0.0054 m
Q=40m3/h = 0.011 m3/s
V=2.25 m/s
Densid. Agua= 1000kg/m3
Mod. Compr (B)=2.14x109 Pa
P. Serviço = 6 kgf/cm2
Nod. Elast.(E) = 2.796 x109 Pa
Tempo fecho valv. (T) = 1 s
Resposta
C= 418
T = 2xL/C = 600/418= 1.435 s (superior ao fecho=1 s)
ΔP = -p x C x (-2.25)=-1000x418x(-2.25)=940500Pa=9.59kgf/cm2
Pmax = 9.59+6=15.59 kgf/cm2
ΔP = 1000 x 418 x (-1.2 ) = 501600 Pa = 5.11 kgf/cm2
P max = 11.11 kgf/cm2
Noções básicas de hidráulica
18. Perdas de Carga ( m.c.a.)
Perdas de carga unitárias ou singulares
Perdas de carga contínuas
Perdas de carga totais
O que são? Como se calculam?
R: Perda de energia sob a forma de calor devido à viscosidade da água e atrito.
Noções básicas de hidráulica
19. Perdas de Carga em tubos de ferro m.c.a. / 100 m (%)
Noções básicas de hidráulica
20. Perdas de Carga em tubos polietileno ( m.c.a.)
Noções básicas de hidráulica