Estime o valor da perda de carga através da:
Fórmula de Hazen-Williams;
Dados:
- Fluido = água a
;
- Comprimento da tubulação
- Material = cimento-amianto
- Diâmetro
Fórmula de Hazen-Williams;
Dados:
Passo 1
Beleza, vamos traduzir o que a questão pede. A parada é estimar a perda de carga (ou “queda de altura”) numa tubulação de 500 m de comprimento, diâmetro 75 mm, feita de cimento-amianto, levando água a 20 °C. O conteúdo é hidráulica de condução, mais especificamente a fórmula de Hazen-Williams.
Para resolver a gente vai precisar:
Para resolver a gente vai precisar:
- Da fórmula de Hazen–Williams;
- Do coeficiente C para cimento-amianto (vamos usar C = 130, valor típico);
- Converter tudo para unidades do SI (diâmetro em metros, comprimento em metros).
Passo 2
A teoria por trás da Hazen–Williams é simples: ela dá a perda de carga
(em metros de coluna de água) em função da vazão
, do diâmetro
, do comprimento
e do coeficiente de rugosidade
. A forma usual é:
Onde
-
é a perda de carga em metros; -
é o comprimento da tubulação em metros; -
é a vazão em m³/s; -
é o coeficiente de Hazen–Williams (adiabático, sem dependência de temperatura significativa para água em condições normais); -
é o diâmetro interno em metros.
Passo 3
Agora encaixamos nossos dados:
Substituindo na fórmula:
Passo 4
Vamos simplificar esse pedação num constante multiplicativa na frente de
. Primeiro calculamos o denominador fixo:
E o numerador fixo:
Daí a constante fica
Resposta
Portanto, a perda de carga pelo método de Hazen–Williams, em função de
, é:
(onde
está em m³/s)