WA01171 - U1S1 - Fundamentos de Hidráulica e Hidrometria

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Prezado aluno, Bem-vindo à disciplina Fundamentos de Hidráulica e Hidrometria! Nela você aprenderá sobre: • Transporte de líquidos em tubulações fechadas e canais. • Como lidar com a escolha e o dimensionamento dimensionament o de bombas hidráulicas. • A capacidade de desenvolver e/ou utilizar equipamentos de medição de vazão e velocidade destes escoamentos.

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Durante esta primeira unidade, você aprenderá novos conceitoss que serão de extrema importância para todo conceito o restante do curso. Alguns deles são: • Classificação de tipos de escoamento. • Regime de escoamento. • Perdas de carga. • Dimensionamento de tubulações.

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A fim de tornar o seu aprendizado mais dinâmico, trabalharemos uma situação hipotética na qual você deverá se colocar no lugar de um engenheiro que acabou de ser contratado para integrar uma equipe de projetos hidráulicos, e foi escalado para o projeto de uma estação de tratamento de água (ETA).

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Neste projeto, você deverá estar ciente de que a água, quando está em movimento no interior de uma tubulação, possui determinad determinadas as características fluidodinâmicas, sendo a disposição e trajetória das partículas deste líquido algumas delas.

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Nesta seção, você aprenderá os principais conceitos para o seu primeiro desafio, que é o de realizar a determinação da perda de carga em tubulação sob pressão.

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Como já vimos, você deve se colocar no lugar de um engenheiro que será responsável por sanar todas as dúvidas teóricas e práticas sobre esse tema. Sendo assim, na parte teórica do projeto, é necessária a classificação de dois escoamentos específicos da ETA.

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Essa classificação deve agrupar fator fatores es como velocidade e viscosidad v iscosidade, e, pois isso influenciaria diretamente na “agitação” da água, auxiliando em diversos momentos, porém, prejudicando em outras fases do processo de tratamento.

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Consulte o seu livro didático para conhecer as características dos escoamentos a serem analisados e a resolução da situação-problema.

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Vamos conhecer agora alguns dos principais conceitos sobre regimes de escoamento, que serão essenciais para a resolu resolução ção da situação proposta e para o restante do curso.

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Os regimes de escoamento podem ser classificados como laminar ou turbulento. Clique nas classificações a seguir para saber mais:

: trata-se do escoamento em baixa velocidade, no qual as trajetórias das partículas do líquido são bem definidas e constantes. Esse regime de escoamento possui esse nome justamente por haver a formação formação de lâminas, camadas ao longo do escoamento, conforme imagem a seguir:

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Fonte: Palmier (2008).

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Considerando a viscosidade do líquido e o atrito deste com as paredes da tubulação (ou canal), há uma diferente forma de distribuição da velocidade do escoamento nestes dois regimes. A partir do conceito de perda de carga, podemos dizer que o contato do líquido com a parede rígida que o limita (tubulação ou canal) repr representa esenta uma redução da energia contida nesse líquido.

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No caso do escoamento em tubulações, essa perda de carga se distribui de forma linear ao longo do perfil de escoamento, com um perfil front frontal al em forma de parabólica, conforme ilustrado a seguir:

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Já o escoamento escoamento , pela irregu irregularidade laridade de suas trajetórias, possui um perfil frontal praticamente linear, conforme apresentado a seguir:

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O regime de escoamento em que se encontra determinada corrente de líquido pode se tratar de fator limitante a diversas operações. Por isso, é importante sabermos classificar um escoamento em uma das categorias apresentadas. apresentadas. O parâmetro utilizado para essa classificação é o

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Fonte: Reynolds (1883)

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Parâmetro adimensional que relaciona as forças inerciais (referentes à velocidade das partículas de um fluido, pois pode ser aplicado a gases também) com as for forças ças viscosas (oriundas da viscosidade deste fluido). Este número é conhecido por Re e calculado pela fórmula matemática a seguir. na fórmula para acessar sua legenda:

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Utilizando esse parâmetro como fator de classificação do escoamento, Osborne Reynolds definiu valores valores específicos para a transição de cada uma dessas categorias, sendo que, atualmente, após diversos estudos, esses números foram convencionados nos seguintes valores:

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Re≤2000

• Regime laminar.

Re≥4000

• Regime turbulento.

Re≥2000 e ≤4000

• Regime de transição.

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A partir das explicações apresentadas, apresentadas, podemos concluir que, para a alteração do regime de escoamento, o único parâmetro facilmente alterável é a velocidade, sendo a principal ferramenta dos profissionais que lidam com essa questão.

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