Noções Hidráulica

NOÇÕES
BÁSICAS
DE
HIDRÁULI
CA
HIDROS (ÁGUA) + AULOS (TUBO /
CONDUÇÃO)
ESTUDO DE FLUIDOS EM REPOUSO
OU EM MOVIMENTO

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

Pressão Pressão= força/ área

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

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

Volume ( l; cm3; dm3; m3 ) 1 l = 1000 cm3 = 1 dm3 = 0,001 m3
Como se calcula um volume ?
A (m2) x H (m)

Volume ( l; cm3; dm3; m3 ) 1 l = 1000 cm3 = 1 dm3 = 0,001 m3
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

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

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)

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 )

Velocidade (m/s)
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

TRABALHO = FORÇA X DISTÂNCIA (Quilogramas força metro)
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

POTÊNCIA= TRABALHO/ TEMPO
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

ENERGIA = DIFICIL DEFINIR… MAS PARA MIM EM HIDRAÚLICA, É A
CAPACIDADE DE REALIZAR TRABALHO
FORMAS ENCONTRADAS DE ENERGIA:

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

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

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.

Perdas de Carga em tubos de ferro m.c.a. / 100 m (%)

Perdas de Carga em tubos polietileno ( m.c.a.)

Perdas de
Carga
singulares ou
localizadas

Perdas de
Carga
singulares ou
localizadas
Perdas de Carga em valvulas Hidráulicas, totalmente abertas

Perdas de
Carga
singulares ou
localizadas
Perdas de Carga em Filtros. Atenção filtros limpos

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