ENGENHARIA DE PRODUÇÃO INSTALAÇÕES INDUSTRIAIS Prof. Jorge Marques

1. ENGENHARIA DE PRODUÇÃOINSTALAÇÕES INDUSTRIAISProf. Jorge Marques Aula 9 Instalações Hidráulicas Conceitos elementares Água Fria - introdução 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.

2. Conceitos Preliminares

3. 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.

4. 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.

5. 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.

6. 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.

7. Altura Manométrica

8. Altura Manométrica

9. 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

10. Equivalência de pressão do mca Questão: Qual a pressão correspondente 1 mca? Solução: = 1000 kg/m³ = 9,8 m/s² Logo; 1 mca ≡ 1000kg/m³ . 9,8m/s² . 1m = 9800 N/m2 = 9,8kPa 1 mca ≡ 9,8kPa

11. Equivalência de pressão do mca Em termos absolutos, a pressão atmosférica média equivale a 101,3 kPa. Então, 1 ATM ≡ 10,33 mca

12. 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 barriletese ramais.

13. Ilustração de um sistema de água fria predial

14. 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.

15. 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.

17. 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 com bomba. • Continuidade não confiável  sistema indireto

18. 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.

19. Escolha do Sistema • Abastecimento próprio: • Sistema indireto • Com R$ • Com RI + RS se a estrutura não comportar RS necessário.

20. Exercícios Determine os sistemas possíveis e o mais adequado para cada uma das situações abaixo: • 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 30 metros. • Vazão e pressão da rede são 300 litros/hora e 200 kPa respectivamente. O consumo máximo é 6 litros/minuto e a altura máxima 60 metros.

21. Dimensionamento do Consumo Fonte: Ilha & Gonçalves