ENGENHARIA DE PRODUÇÃOINSTALAÇÕES INDUSTRIAIS

Prof. Jorge Marques

Aula 9Instalações HidráulicasConceitos elementaresÁgua Fria - introdução

Fontes ConsultadasMACINTYRE, A. J. Instalações HidráulicasBORGES, 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.

Conceitos Preliminares

Pressão: Princípio de Pascal

A pressão exercida em qualquer ponto de um líquido em forma estática, se transmite integralmente em todas as direções e produz a mesma força em áreas iguais. Devido serem os fluidos praticamente incompressíveis, a força mecânica desenvolvida em um fluido sob pressão pode ser transmitida.

Teorema de Stevin

A diferença de pressão entre dois pontos, situados em alturas diferentes, no interior de um líquido homogêneo em equilíbrio, é a pressão hidrostática exercida pela coluna líquida entre os dois pontos. Uma coseqüência imediata do teorema de Stevin é que pontos situados num mesmo plano horizontal, no interior de um mesmo líquido homogêneo em equilíbrio, apresentam a mesma pressão.

Vasos Comunicantes

Colocando-se um líquido em recipientes de formas e capacidades diferentes, cujas bases são ligadas entre si, observa-se que, quando o equilíbrio é estabelecido, a altura do líquido é a mesma em todos eles.

Definições

Pressão Estática

É a pressão exercida em um ponto, em fluidos estáticos, que é transmitida integralmente em todas as direções e produz a mesma força em áreas iguais.

Pressão Dinâmica

É a pressão exercida por um fluido em movimento paralelo à sua corrente, expressa por ρv²/2

Pressão total

É a pressão resultante da somatória das pressões estáticas e dinâmicas exercidas por um fluido que se encontra em movimento.

Altura Manométrica

•

Altura Manométrica

•

Altura Manométrica

A altura representativa da pressão manométrica é dada por:

Onde: = altura manométrica, em mca (metro coluna d’água).

e são as cotas geométricas de altura de recalque (ou descarga) e sucção (ou aspiração), respectivamente.

= Perda de carga, em mca

Equivalência de pressão do mca

1 mca corresponde à pressão de:

= 1000 kg/m³ = 9,8 m/s²Logo;1 mca ≡ 1000kg/m³ . 9,8m/s² . 1m = 9,8kPa

1 mca ≡ 9,8kPa

Equivalência de pressão do mca

Em termos absolutos, a pressão atmosférica média equivale a 101,3 kPa.

Então,

1 ATM ≡ 10,33 mca

Elementos do Sistema Predial de Água Fria

• Fornecimento: rede pública ou fontes privadas.• Abastecimento com sistema elevatório ou usando a

pressão da rede.• Distribuição por barriletes e ramais.

Ilustração de um sistema de água fria predial

Classificação dos sistemas

• Abastecimento direto: sem reservatório, os ramais de distribuição recebem a água diretamente da rede pública. Quando a pressão é insuficiente é necessário instalar uma bomba conectada diretamente à rede de abastecimento. É um sistema que requer continuidade de vazão e pressão da rede pública e, portanto, com riscos de faltar água.

Classificação dos sistemas

• Abastecimento indireto: a rede de abastecimento alimenta um ou mais reservatórios e deste é feita a distribuição aos usuários.

• Pode ser do tipo:– RS: com reservatório superior alimentado

diretamente com a pressão da rede pública (ou com auxílio de bomba). Distribuição por gravidade.

– RI: com reservatório inferior e distribuição por meio de bomba

– RI/RS: reservatórios inferior (reserva) e superior. Do RI é bombeado ao RS e distribui por gravidade.

Escolha do Sistema

• Suprimento da rede pública,– Continuamente disponível, com vazão maior ou

igual ao consumo e na pressão necessária de elevação ao ponto de consumo mais alto pode ser sistema direto sem bomba.

– Continuamente disponível, a vazão é satisfatória, mas a pressão é insuficiente para elevar até o ponto de consumo mais alto pode ser sistema direto, mas com bomba.

– Continuidade não confiável sistema indireto

Escolha do Sistema

• Suprimento da rede pública,– Sistema indireto:

• Com RI, se a estrutura predial não comportar R$ suficiente.

–RI implica necessariamente em bombeamento.

• Recomenda-se RI em situações em que a pressão é insuficiente para elevar ao RS. Isso evita possível problema de cavitação devido a falta de continuidade do fornecimento.

Escolha do Sistema

• Abastecimento próprio:– Sistema indireto

• Com R$• Com RI + RS se a estrutura não comportar RS

necessário.

Exercícios

Determine os sistemas possíveis e o mais adequado para cada uma das situações abaixo:1. Rede fornece vazão de 600 litros/hora, à pressão de

400 kPa. A vazão máxima de consumo é 5 litros/minuto e a altura máxima é 3 metros.

2. Vazão e pressão da rede são 300 litros/hora e 200 kPa. Consumo: máximo 6 litros/minuto. 60 metros da altura.

Dimensionamento do Consumo

Fonte: Ilha & Gonçalves