É necessário calcular a perda de carga para uma tubulação destinada a levar água do rio Araguari até o conjunto de tanques para a criação de peixes (piscicultura). De posse das informações do quadro abaixo calcule a perda de carga contínua (hf) utilizando:
b) Equação de Hazen-Williams;
Dados:
Liquido
água à 20 graus C
Comprimento da tubulação
Material: Tubo de PVC (liso)
C
ke
Diâmetro externo
Espessura da parede
Velocidade da agua
b) Equação de Hazen-Williams;
Dados:
Liquido
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Comprimento da tubulação
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Diâmetro externo
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Espessura da parede
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Velocidade da agua
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Passo 1
Beleza, vamos recapitular o que a questão pede:
• Conteúdo: escoamento em tubulação e cálculo de perda de carga contínua usando a equação de Hazen‐Williams.
• Dados que a gente tem: comprimento da tubulação (L = 340 m), diâmetro externo (56 mm) e espessura da parede (2 mm), velocidade da água (V = 1,75 m/s) e coeficiente de Hazen‐Williams (C = 150).
• O que precisamos fazer:
• Conteúdo: escoamento em tubulação e cálculo de perda de carga contínua usando a equação de Hazen‐Williams.
• Dados que a gente tem: comprimento da tubulação (L = 340 m), diâmetro externo (56 mm) e espessura da parede (2 mm), velocidade da água (V = 1,75 m/s) e coeficiente de Hazen‐Williams (C = 150).
• O que precisamos fazer:
- descobrir o diâmetro interno,
- calcular a vazão Q a partir da velocidade,
- aplicar a fórmula de Hazen-Williams para achar hf.
Passo 2
Primeiro, o diâmetro interno da tubulação (d):
Como a parede tem 2 mm de espessura de cada lado,
d = d_ext – 2·espessura = 56 mm – 2·2 mm = 52 mm = 0,052 m.
Como a parede tem 2 mm de espessura de cada lado,
d = d_ext – 2·espessura = 56 mm – 2·2 mm = 52 mm = 0,052 m.
Passo 3
Agora a vazão Q (em m³/s) pela área da seção e a velocidade:
A = π · d²/4 = π·(0,052 m)²/4 ≈ 0,002124 m²
Q = A · V = 0,002124 m² · 1,75 m/s ≈ 0,00372 m³/s
A = π · d²/4 = π·(0,052 m)²/4 ≈ 0,002124 m²
Q = A · V = 0,002124 m² · 1,75 m/s ≈ 0,00372 m³/s
Passo 4
A fórmula de Hazen-Williams para perda de carga contínua é:
onde
-
é a perda de carga (m), -
é o comprimento da tubulação (m), -
é a vazão (m³/s), -
é o coeficiente de Hazen-Williams (adimensional), -
é o diâmetro interno (m).
Passo 5
Substituindo:
Resposta
A perda de carga contínua pela equação de Hazen-Williams é aproximadamente