2- Determine a perda de carga total da instalação mostrada na figura. Sendo a vazão de 40 m3/s de álcool comercial (densidade = 780 kg/m3; v = 2x10-6 m2/s). O diâmetro da tubulação de sucção é de 150 mm e a de recalque é de 100 mm, sendo a primeira de ferro galvanizado (rugosidade absoluta de 0,15mm) e a segunda de ferro fundido (rugosidade absoluta de 0,3mm).

a) Determine a perda de carga total na tubulação de recalque na instalação (4 pontos)

Observação: A tubulação é denominada de sucção quando se localiza antes da bomba B, e de recalque quando se localiza depois da bomba B.

Outros Dados: (1) Válvula de pé com crivo, k=1=15 (2) e (6) Cotovelos, k=2=k=5=0,9 (3) e (5) Registros globo, k=3=k=5=10 (4) Válvula de retenção, k=4=0,5 (7) Alargamento brusco, k=7=1,0

MATERIAL | RUGOSIDADE ABSOLUTA (mm) Aço comercial novo | 0,05 Aço laminado novo | 0,04 a 0,10 Aço soldado novo | 0,06 a 0,10 Aço soldado moderadamente oxidado | 0,15 a 0,20 Aço ou ferro galvanizado | 0,15 Ferro fundido novo | 0,25 Ferro fundido com incrustação | 1,0 a 1,5 Ferro fundido com revestimento | 0,12 Ferro fundido novo | 0,3 Cobre, latão, PVC | 0,0015

Para determinar a perda de carga total na tubulação de recalque, utilizamos a equação de Darcy-Weisbach: $h_f = f \cdot \frac{L}{D} \cdot \frac{v^2}{2g}$, onde $h_f$ é a perda de carga, $f$ é o fator de atrito, $L$ é o comprimento da tubulação, $D$ é o diâmetro, $v$ é a velocidade do fluido e $g$ é a aceleração da gravidade.

1. Cálculo da velocidade do fluido ($v$):

   • Vazão ($Q$) = 40 m³/s
   • Diâmetro de recalque ($D$) = 100 mm = 0,1 m
   • Área da seção transversal ($A$) = $\frac{\pi D^2}{4}$
   • $v = \frac{Q}{A} = \frac{40}{\frac{\pi (0,1)^2}{4}}$

2. Cálculo do número de Reynolds ($Re$):

   • $Re = \frac{\rho v D}{\mu}$, onde $\rho$ é a densidade e $\mu$ é a viscosidade dinâmica.
   • $Re = \frac{780 \cdot v \cdot 0,1}{2 \times 10^{-6}}$

3. Determinação do fator de atrito ($f$):

   • Usar a equação de Colebrook-White para calcular $f$.

4. Cálculo da perda de carga por comprimento ($h_f$):

   • Considerar as perdas localizadas (válvulas, cotovelos, etc.) usando os coeficientes de perda local ($k$).
   • $h_f = \sum k \cdot \frac{v^2}{2g}$

5. Soma das perdas de carga:

   • Somar as perdas distribuídas e localizadas para obter a perda total.

A perda de carga total na tubulação de recalque é a soma das perdas distribuídas e localizadas calculadas.