Um tubulação, com diâmetro igual a 102 mm , transporta
de água numa pressão de 4 bar . Determine: (a) a carga de pressão em metros de coluna dágua, (b) a carga de velocidade e © a carga total utilizando como referência o plano localizado a
abaixo do tubulação.
Passo 1
Beleza, temos um cano de diâmetro 102 mm transportando água a uma vazão de 68 m³/h, sob pressão de 4 bar. A matéria envolve conceito de “carga” (ou “head”) em hidráulica:
- Carga de pressão: transforma pressão em altura de coluna d’água.
- Carga de velocidade: transforma energia cinética em altura.
- Carga total: soma de cargas (pressão, velocidade e potencial).
O que vamos precisar: converter unidades (m³/h → m³/s, mm → m, bar → Pa), usar densidade da água (ρ=1000 kg/m³), gravidade (g=9,81 m/s²) e área do tubo para achar a velocidade.
Passo 2
Calcular a carga de pressão (hₚ).
- Converto 4 bar em Pascal:
. - Fórmula da carga de pressão:
- Substituindo valores:
Passo 3
Calcular a carga de velocidade (hᵥ).
- Converto vazão:
. - Área interna do tubo (D=0,102 m):
- Velocidade média:
- Fórmula da carga de velocidade:
Passo 4
Calcular a carga total (H), tomando como referência um plano 6,1 m abaixo do centro do tubo. Nesse caso, a carga potencial é positiva e vale essa altura:
Resposta
(a) Carga de pressão: 40,78 m
(b) Carga de velocidade: 0,27 m
© Carga total: 47,15 m
(b) Carga de velocidade: 0,27 m
© Carga total: 47,15 m