ENGENHARIA DE PRODUÇÃO INSTALAÇÕES INDUSTRIAIS Prof. Jorge Marques Aula 11 Instalações Hidráulicas Água Fria – Distribuição Fontes Consultadas MACINTYRE, A. J. Instalações Hidráulicas BORGES, Manual de Instalações Prediais Hidráulico-Sanitário e de Gás. Ilha, M. S. O. Gonçalves, O. M. – Sistemas Prediais de Água Fria. Texto Técnico – POLI-USP.

Distribuição Considerando o sistema indireto A distribuição ocorre por força gravitacional. Na saída do RS, um barrilete alimenta os ramais principais e estes alimentam os ramais secundários.

Parâmetros da distribuição Vazão: deve atender a todos os pontos de consumo. Nos prédios residenciais ou de serviços, há especificações tabeladas de consumo per cápita. Na indústria, o consumo deve considerar os requisitos do processo. Velocidade: vmáx = 3 m/s Pressão estática máxima: 400 kPa (40 mca). Pressão dinâmica mínima: 5 kPa (0,5 mca) Vazão: na falta de fator de ponderação 𝑝 𝑖 , recomenda-se aplicar para cada trecho 30% da raiz quadrada da vazão máxima dos aparelhos servidos. 𝑄=0,3 𝑄 𝑖

Dimensionamento dos tubos 𝑑 𝑚𝑖𝑛 = 4𝑄/𝜋 𝑣 𝑚á𝑥 Com dmín calculado, determina-se o d comercial adequado. d comercial deve ser igual ou superior a 𝑑 𝑚𝑖𝑛 .

Dimensionamento dos tubos Diâmetros de referência. Fonte: Ilha

Pressão da Distribuição pestática = rgh = 9,8h [kPa]rel. h = altura geométrica do ponto de análise até o nível da água no reservatório superior, em metros. pdinâmica = rv²/2 => 1000v²/2 Pa = v²/2 kPa = v²/2g mca. (v em m/s) Numa distribuição ideal (livre) a velocidade de saída da torneira seria 𝑣 𝑠𝑖 = 2𝑔ℎ Nos sistemas reais, 𝑣 𝑠𝑟 = 2𝑔ℎ−𝐽 𝐽= perda de carga.

Perdas de Carga A velocidade na tubulação obedece à equação da continuidade: 𝑣 𝑠 . 𝐴 𝑠 = 𝑣 𝑡 . 𝐴 𝑡 Onde os índices s e t correspondem ao bocal de saída e ao tubo, respectivamente. Nos sistemas hidrodinâmicos, as perdas de carga ocorrem devido ao atrito viscoso do fluido ao passar pela tubulação e, principalmente, pelos acessórios e conexões. As perdas de carga nos acessórios hidráulicos são tabeladas em metros de tubos equivalentes.

Perdas de Carga

Perdas de carga A perda de carga nas tubulações pode ser calculada pela fórmula de Whipple-Hsiao. Sendo água fria, tubos de aço galvanizado: 𝐽 𝑢 =0,002021. 𝑄 1,88 𝑑 4,88 tubos de PVC ou cobre: 𝐽 𝑢 = 85 10 5 . 𝑄 1,75 𝑑 4,75 Ju = perda de carga unitária (mca/m), Q em m³/s, d (diâmetro do tubo) em metros.

O problema das grandes alturas Prédios altos exigem redutores de pressão: Para evitar a sobre pressão estática, instala-se reservatório extra em altura intermediária. Para reduzir a velocidade (pressão dinâmica) provoca-se uma grande perda de carga por meio de válvulas especialmente projetadas para este fim. As válvulas redutoras de pressão podem se localizar na em posição intermediária da altura do edifício ou no térreo, para facilitar a manutenção.

Instalação de Válvulas redutoras de pressão

Exercícios Dada uma instalação de recalque destinada a elevar a água a uma altura de 50 metros à vazão de 1200 litros por hora, num tubulação de PVC de 32 mm de diâmetro em que a associação vertical-horizontal da instalação necessita de 120 metros de tubulação. Na tubulação há os seguintes acessórios e conexões: uma válvula de pé, uma válvula de retenção, um registro gaveta, 4 joelhos 90°, determine: O comprimento de tubo equivalente às perdas de carga de acessórios e conexões. O comprimento equivalente total da tubulação A perda de carga na instalação. A altura manométrica necessária para garantir um excedente de pressão dinâmica de 2mca. A potência requerida da bomba para esta aplicação.

Exercícios 2. Reconsidere o exercício 1 e determine o diâmetro mínimo da tubulação, considerando velocidade máxima de recalque igual a 1m/s. 3) Um RS está 2,5 metros acima de um chuveiro. A tubulação tem 20 mm de diâmetro e 12 metros de comprimento. Os acessórios são: 4 joelhos 90° e uma válvula de pressão (registro globo). Determine a pressão dinâmica no chuveiro quando se verifica a vazão de 5 litros por minuto.