O documento discute conceitos básicos de hidráulica como água, pressão, pressão estática, pressão dinâmica e perda de carga. Explica métodos de cálculo de vazão, velocidade, perda de carga e apresenta exemplos numéricos de projetos de irrigação.
Hidraulica basica para projetos irrigação de paisagismo
1. Hidraulica Básica para Projetos
José Giacoia Neto
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3. Hidráulica Básica
• Água:
– Responde a Gravidade e toma a forma do
recipiente que a contém.
–Pesa aproximadamente 1kg por litro.
– é praticamente incompressível.
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4. Hidráulica Básica
• Pressão:
P =F/A
É a força criada pelo peso da água
Unidades= 1 mca = 0,1 bar = 0,1 kgf/ cm 2
= 1,45 PSI = 0,01 mpa.
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7. Pressão
Pressão Estática: Relativa a diferença de altura
a um dado referencial. Água sempre em
repouso, ou seja sem movimento
Pressão Dinâmica: Relativa a água em
movimento. A água começa a experimentar
perda de energia devido a fricção
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8. Pressão
0,20 m
0,30 m
30 mca 0,90 m
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17. Vazão
• Quantidade de fluido que passa em uma
determinada seção em uma unidade de
tempo
• Q = V/A onde V = Volume e A = área
• Temos diversas medidas
utilizaremos a unidade de l/s (litros por
segundo)
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18. Perda de carga
• Hidrodinâmica é a parte da Hidráulica que
estuda o comportamento da água em
movimento
• Perda de energia devido ao atrito com a
água nas paredes da tubulação quando
ela está em movimento.
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19. Perda de carga
A perda de carga varia para diferentes
tipos de tubulações, devido a
materiais, dimensões e rugosidade.
Isto faz cada tubulação ter suas
características de cálculo
diferenciadas.
Portanto temos que estar atentos a
estes detalhes.
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20. Perda de Carga
• Métodos de cálculo.
• Equações: Universal, Hazen Williams e
Flamant.
•Ábacos
•Tabelas
•Programas
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21. Perda de Carga
Depende de:
L = Comprimento da linha
D = diâmetro da tubulação
V = Velocidade da água na tubulação
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22. Velocidade da água
Para determinarmos a velocidade em
uma tubulação devemos utilizar a seguinte
equação:
V = Q/A
em que :
V = velocidade da água em m/s,
Q = vazão m3/s,
A = área interna da tubulação em m 2 ,
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23. Perda de Carga
Equação de Flamant
7
D*J V
= b*4
4 D
Onde: D = diâmetro em m
J = perda de carga unitária (m/m)
V = Velocidade média (m/s)
b = Coeficiente de Flamant = 0,000135,
para tubos de PVC.
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24. Perda de Carga
Equação de Hazen Willians
V = 0,355 * C * D 0 , 63
*J 0.54
Onde : V = velocidade média (m/s)
J = perda de carga unitária (m/m)
C = coeficiente de Hazen Willians, igual a
140 para tubos de PVC.
D = diâmetro da tubulação (m)
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25. Perda de Carga
Perda de carga Localizada:
- É a perda de carga devido a passagem
de água por conexões e componentes do
sistema (válvulas, registros, filtros. Etc)
- Para conexões podemos utilizar por
aproximação - 10 % do total da perda de
carga nos tubos
- Para outros componentes temos valores
tabelados
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26. Perda de Carga
Regras:
-Variação de pressão do sistema não pode
passar de 20 %. (entre o primeiro e o
último aspersor)
- Verificar pressão de suporte do tubo
- Considerar Aclives e Declives
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27. Cálculo de diâmetro de
tubulações
Critério mais utilizado é o da máxima
velocidade.
V máx = 2,5 m/s
Na prática utilizamos valores menores
como fator de segurança.
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28. Lâmina a ser aplicada
TABELA DE CLIMA PET
CLIMA mm/dia
Frio e úmido 2.5 - 3.8
Frio e quente 3.8 - 5.1
Temperado úmido 3.8 - 5.1
Temperado seco 5.1 - 6.4
Quente e úmido 5.1 - 7.6
Quente e seco 7.6 - 11.4
*Frio eqüivale situações abaixo de 20 o C . Temperado eqüivale
um intervalo de temperatura entre 20 e 32 º C. Quente eqüivale
a temperaturas acima de 32 ºC . Úmido eqüivale a temperatura
umidade relativa acima de 50%, e consequentemente seco
eqüivale a UR abaixo de 50%.
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29. Exemplo de cálculo
L = 15 m
Dc = 20 mm
Q = 0,08 l/s
V (tabela para tubo de 20 mm) = 0,35 m/s
hfu = 0,012 m/m
Hft = L x hfu = 15 x 0,012 = 0,18 m
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31. Exercício
Determinar o diâmetro da tubulação para
uma vazão de Q = 0,48 l/s
Sendo L = 45 metros. Qual a perda de carga
desta tubulação ?
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32. Exercício
20 mm 25 mm
VAZÃO (l/s) vel (m/s) perda de vel (m/s) perda de
carga carga
0.46 2.026669 0.309850 1.255374 0.096509
0.47 2.070727 0.322440 1.282665 0.100431
0.48 2.114785 0.335261 1.309956 0.104424
0.49 2.158844 0.348311 1.337247 0.108489
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33. Exercício
Determinar o diâmetro da tubulação para
uma vazão de Q = 0,48 l/s
Sendo L = 45 metros. Qual a perda de carga
desta tubulação ?
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34. Exercício
Solução:
Para Q = 0,48 l/s temos que utilizar um tubo de
25 mm a uma velocidade de 1,30 m/s
Esta velocidade provoca uma perda de
carga unitária de : hfu = 0,1044 m/m
Hf = 30 x 0,1044 = 3,13 m
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36. Pressão estática no sistema
Calcular a pressão estática nos seguintes pontos:
Saída da válvula __________
40 mca
Manômetro A __________
40 mca
C 30
20
Manômetro B __________
40
37,70 mca 10 50
0,30 0 60
Manômetro C
37,40 mca
__________ B
30
20
40
Válvula 100-PEB
10 50
0,30 0 60
Tubo de
Entrada de 40 mca A
20
30
25 mm
40
Tubo de 50 mm 10
0
50
60 Tubo de 32 mm
PVC agropec PVC
30 m 15 m 15 m
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37. Pressão Dinâmica
Calcular a pressão dinamica nos seguintes pontos:
34,4 mca
Saída da Válvula __________ (tabela do fabricante)
32,98 mca
Entrada Aspersor A __________ Rotor 5505
31,77 mca
Com Q = 0,76 l/s 0,30
Entrada Aspersor B __________ C
30.70 mca
Entrada Aspersor C __________
0,30
B
Válvula 100-PEB
Tubo de
Entrada de 40 mca
25 mm
A
Tubo de 50 mm Tubo de 32 mm
PVC agropec PVC
30 m 15 m 15 m
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38. Pages 3-8
Cálculo das pressões
• Perda de carga na válvula:
• Q T = 2,28 l/s da tabela temos Hv = 0,56 bar = 5,6 mca
Saída da válvula temos = 40 – 5,6 = 34,4 mca
• Entrada Aspersor A = 34,4 – perda de carga na tubulação:
• Vazão do trecho = 2,28 l/s D = 50 mm.
• Tabela
• V = 1.371962 Perda de carga por m = 0.047092
Perda de carga total = 30 x 0.047092 = 1,4128
Pressão dinâmica na entrada do aspersor será de = 32.98 mca
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39. Pages 3-8
Cálculo das pressões
• Entrada Aspersor B = 32,98 – perda de carga na tubulação:
• Vazão do trecho = 1.52 l/s D = 32 mm.
• Tabela
• V = 1.55 m/s , Perda de carga por m = 0.080799
Perda de carga total = 15 x 0.080799 = 1,2120
Pressão dinâmica na entrada do aspersor será de = 31,77 mca
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40. Pages 3-8
Cálculo das pressões
• Entrada Aspersor C = 31,77 – perda de carga na tubulação:
• Vazão do trecho = 0,76 l/s D = 32 mm.
• Tabela
• V = 1.2521 m/s , Perda de carga por m = 0.071551
Perda de carga total = 15 x 0.071551 = 1,07
Pressão dinâmica na entrada do aspersor será de = 30,70 mca
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41. Perda de carga dentro de um
setor
2- Determinar o trecho crítico e
medir os trechos
3.00 5.00 5.00
2.00
2.00
4 ,2 6 0
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42. Perda de carga dentro de um
setor
3- Numerar os trechos
3.00 5.00 5.00
T3 T2 T1
T4
4,2 6 0
T5
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43. Perda de carga dentro de um
setor
4- Preencher tabela.
Trecho Vazão Velocidade Diâmetro Comp Perda de carga Perda de carga
l/s m/s mm m unit do trecho
1 0.05 0.220290 20 5 0.0051 0.02542
2 0.15 0.660870 20 5 0.0389 0.19445
3 0.25 1.101451 20 3 0.1000 0.30003
4 0.45 1.982611 20 2 0.2974 0.59480
5 0.85 2.319714 25 2 0.3009 0.60180
TOTAL 1.71650
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44. Perda de carga dentro de um
setor
4- Preencher tabela.
Trecho Vazão Velocidade Diâmetro Comp Perda de carga Perda de carga
l/s m/s mm m unit do trecho
1 0.05 0.220290 20 5 0.0051 0.02542
2 0.15 0.660870 20 5 0.0389 0.19445
3 0.25 1.101451 20 3 0.1000 0.30003
4 0.45 1.982611 20 2 0.2974 0.59480
5 0.85 1.400400 32 2 0.0880 0.17606
TOTAL 1.29076
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