Determinação da curva característica da instalação (aspiração):
São conhecidos o diâmetro, o comprimento de tubulação, o tipo de material e ainda os acessórios e o seu tipo de conexão (soldado ou enroscado) pelo que existem todos os dados para determinar a curva característica da instalação.

Passo 1

Beleza, vamos lá! A gente recebeu um exercício sobre Determinação da curva característica da instalação de aspiração. Isso envolve conceitos de Mecânica dos Fluidos, especificamente sobre perdas de carga em tubulações. Para resolver isso, vamos precisar usar fórmulas que calculam as perdas de energia quando o fluido passa pela tubulação, levando em conta o diâmetro, comprimento, material, e os tipos de conexões utilizadas. Vamos por partes!

Passo 2

Primeiro, vamos entender que a curva característica mostra a relação entre a vazão de fluido (quanto estamos aspirando) e a perda de carga (a resistência que o sistema oferece). Para começar, precisamos calcular a perda de carga total na tubulação.

Passo 3

Para calcular a perda de carga, vamos usar a Equação de Darcy-Weisbach, que é uma das mais precisas para esse tipo de cálculo. A fórmula é:
hf = f cdot LD cdot v^22g
Onde:
  • é a perda de carga (em metros)
  • é o fator de atrito (depende do tipo de fluido e superfície da tubulação)
  • é o comprimento da tubulação (em metros)
  • é o di��metro interno da tubulação (em metros)
  • é a velocidade do fluido (em metros por segundo)
  • é a aceleração da gravidade (≈9,81 m/s²)

Passo 4

O próximo ponto são as perdas locais, que vêm das conexões como curvas, válvulas, etc. Cada acessório tem um coeficiente de perda local ( hL = K cdot v^22g ), que também influencia a perda total. A fórmula para as perdas locais é:
Então, precisamos somar todas as perdas locais das conexões com a perda por atrito na tubulação para obter a perda de carga total.

Passo 5

Agora, precisamos relacionar a velocidade do fluido ( Q = A cdot v ) com a vazão ( A = pi D^24 ). Sabemos que:
v = 4Qpi D^2
Onde é a área da seção transversal da tubulação, calculada por:
Então, podemos expressar em termos de :

Passo 6

Substituindo na fórmula da perda de carga total, teremos uma expressão em função da vazão . Isso nos permitirá plotar a curva característica, que mostrará como a perda de carga varia conforme a vazão aumenta ou diminui.

Resposta

Seguindo esses passos, conseguimos determinar a curva característica da instalação de aspiração, relacionando a vazão de fluido com a perda de carga na tubulação, considerando diâmetro, comprimento, material e tipos de conexões. Essa curva é essencial para dimensionar corretamente sistemas de bombeamento e garantir eficiência no processo de aspiração.

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