condutos sob pressão - SOL, Manuais, Projetos, Pesquisas de Energia

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HIDRODINÂMICA

CONDUTOS SOB PRESSÃO

CONDUTOS SOB PRESSÃO

Denominam-se condutos sob

pressão ou condutos forçados, as

canalizações onde o líquido escoa sob

uma pressão diferente da atmosférica.

As seções desses condutos são

sempre fechadas e o líquido escoa

enchendo-as totalmente; são, em

geral, de seção circular.

CONDUTOS SOB PRESSÃO

CONDUTOS LIVRES

Canal artificial = Conduto livre

Pressão num sistema fechado

(conduto forçado sem escoamento)

Plano de referência

Plano de Energia

Linha das

pressões

Sem escoamento

h h h

ESCOAMENTO DE UM LÍQUIDO PERFEITO (SEM

VISCOSIDADE) EM UMA CANALIZAÇÃO

COMPLETAMENTE LISA

Plano de referência

Plano de Energia

Linha das

pressões

h

h h

Energia Total da Água (H)

Conhecendo a energia da água em um ponto,

podemos:

Calcular quanto trabalho poderá ser executado

(roda d’água, escoamento por gravidade em

tubulações ou canais, pequenas hidrelétricas, etc.);

Calcular quanta energia teremos que acrescentar

para usar a água em um local de nosso interesse

(caixa d’água, bebedouros, aspersores).

1ª Componente - Energia potencial de

posição (g)

g = (m.g).h = W.h

m é a massa da água (g);

g é a aceleração da gravidade (m/s

2

);

h é posição da massa de água em relação a um plano de

referência (m).

W é o peso da massa de água (N/m

3

);

Representando na forma de energia por

unidade de peso de água, temos:

g = W .h / W = h

O valor da energia potencial de posição é igual

à altura h entre o ponto considerado e o plano de

referência (positivo acima, negativo abaixo).

h

A

REFERÊNCIA

PODE SER A

SUPERFÍCIE

DO SOLO

3ª Componente – Energia cinética de

velocidade

É a capacidade que a massa

líquida possui de transformar sua

velocidade em trabalho.

Representando na forma de

energia por unidade de peso de água

(H

2

O = m.g), temos:

A energia de velocidade da

água também pode ser representada

por uma altura em metros.

2

2

m.v

Ec =

g

v

.m.g

m.v

Ec

2.

2

2

2

= =

m

)

.

.

(

2

2 2

g m s

g m s

Energia Total da Água (H)

H = h (m) + p/ (mH2O) + v

2

/2g (m)

Equação de Bernoulli para líquidos perfeitos

No movimento em regime permanente, de uma

partícula de um líquido perfeito, homogêneo e

incompressível, a energia total da partícula é

constante ao longo da trajetória.

= + + h =

p

g

v

H

2

CONSTANTE

Energia Total da Água (H)

1

2

3

p2 = h2. 

p3 = h3. 

h

V

2

/2g

V

2

/2g

H1 = H2 = H3 = CONSTANTE

EM SITUAÇÕES REAIS, A

ENERGIA DA ÁGUA DURANTE O

ESCOAMENTO NÃO PERMANECE

CONSTANTE.

PORQUE?

Regimes de escoamento

Os hidráulicos do século XVIII já observavam que

dependendo das condições de escoamento, a turbulência

era maior ou menor, e consequentemente a perda de carga.

Fluxo em

regime

laminar

Fluxo em

regime

turbulento

Regimes de escoamento