Utilizando o comprimento equivalente das singularidades e a Fórmula de Hazen-Williams, calcular a perda de carga total (principal mais localizada) em um encanamento com tubos flangeados, de fó com 15 anos de uso, diâmetro 50 mm , comprimento 300 m e vazão 3 L / s. Na canalização estão instalados: - 2 curvas de 90^circ raio médio; - 1 válvula de retenção leve; - 2 curvas de 45^circ; - 1 registro de gaveta.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício pede para calcular a perda de carga total em um encanamento usando o comprimento equivalente das singularidades e a Fórmula de Hazen-Williams. Isso envolve entender como a água perde pressão ao passar por tubos e acessórios como curvas e válvulas. Para resolver, vamos precisar saber o diâmetro do tubo, o comprimento total, a vazão, e as características dos acessórios instalados.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar os acessórios presentes na canalização:
  • 2 curvas de 90^circ com raio médio
  • 1 válvula de retenção leve
  • 2 curvas de 45^circ
  • 1 registro de gaveta
Cada um desses acessórios contribui para a perda de carga localizada, que podemos converter em comprimento equivalente para facilitar os cálculos com a Fórmula de Hazen-Williams.

Passo 3

Agora, vamos atribuir um comprimento equivalente para cada tipo de acessório. Esses valores podem variar, mas vamos utilizar valores padrão comuns:
  • Curva de 90^circ (raio médio): $ \Delta L = 30 , m $ por curva
  • Curva de De: $ \Delta L = 10 , m $ por curva
  • Válvula de retenção leve: $ \Delta L = 15 , m $
  • Registro de gaveta: $ \Delta L = 10 , m $

Passo 4

Vamos somar todos os comprimentos equivalentes:
De
Agora, o comprimento total equivalente da canalização é o comprimento real mais os equivalentes das perdas localizadas:
Lequiv = 300 , m + 105 , m = 405 , m

Passo 5

Vamos aplicar a Fórmula de Hazen-Williams para calcular a perda de carga principal. A fórmula é:
hf = 10.67 times L times ( QC times D^2.63 )^1.85
Onde:
  • $ h_f $ = perda de carga (m)
  • $ L $ = comprimento equivalente (m) = 405 m
  • $ Q $ = vazão (m³/s) = $ 3 , L/s = 0.003 , m³/s $
  • $ C $ = coeficiente de Hazen-Williams (para POF com 15 anos, assumimos $ C = 130 $)
  • $ D $ = diâmetro interno do tubo (m) = 0.05 m
Calculando:
hf
Primeiro, calculamos o denominador:
L
Então:
Q
Agora, elevamos ao poder de 1.85:
3 , L/s = 0.003 , m³/s
Finalmente:
C

Resposta

A perda de carga total na canalização é aproximadamente 0,3 metros.

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