DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL - EM

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL - EM - UFOP
CAT-106 – INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS
LISTA DE EXERCÍCIOS – 2015
Obs.: Descrever passos da solução, identificando expressões e grandezas envolvidas, indicar valores obtidos em tabelas ou
gráfico e adotar valores para constantes ou grandezas que julgue necessários.
1a) Você foi convidado a realizar os cálculos relativos ao projeto preliminar da instalação hidráulica de
um edifício residencial de 15 pavimentos, com 4 apartamentos por andar, além do apartamento
destinado ao zelador. Os seguintes itens do projeto devem ser determinados:
a) O consumo médio diário do edifício (adotando-se 5 pessoas/apartamento com consumo per capita
de 200 L/dia, 800 L/dia no apartamento do zelador e 50 L/dia por vaga na garagem por
apartamento);
b) O dimensionamento do sistema elevatório (motor-bomba centrífuga), considerando-se:
 A vazão de bombeamento correspondente a três períodos diários de 1,5 h cada;
 Os diâmetros comerciais para as tubulações de recalque e sucção empregando a fórmula de
Forchheimmer;
 A altura manométrica da bomba, admitindo-se:
Altura estática de sucção = 1,8 m;
Comprimento real da sucção = 5,0 m;
Comprimento equivalente na sucção = 300.DS;
Altura estática de recalque = 50,0 m;
Comprimento real do recalque = 65,0 m;
Comprimento equivalente no recalque = 250.DR;
 A potência estimada do motor para um rendimento do conjunto motor-bomba igual a 60%;
 A possibilidade de ocorrência de cavitação, sabendo-se que o NPSHreq para a bomba selecionada
é de 4,2 m, a altitude do local é de 1.200,0 m e a altura representativa da pressão de vapor da
água é de 0,24 mca (a 200C).
2a) Para a “coluna” e o ramal de abastecimento de água fria hipotético, da figura ao lado, em que se
empregam tubos de PVC, pedem-se:
as vazões e correspondentes diâmetros dos trechos, a
partir do critério de consumo máximo provável,
considerando as recomendações da NBR 5626 para
diâmetros mínimos dos sub-ramais, vazões e pesos
relativos das peças;
a) verificar a pressão no ponto de utilização do
chuveiro considerando que a pressão dinâmica
disponível em C corresponda a 3,0 mca; usar planilha
anexa, porém, apresentando cálculos ilustrativos;
b) caso você estivesse participando da equipe,
indique pelo menos três proposições de alteração que
faria no projeto, com as devidas justificativas, a fim
de atender às recomendações da NBR, tendo em vista
o conforto, o adequado funcionamento do sistema e a
facilidade de manutenção.
Figura adaptada: Apostila Instalações Hidráulicas – UFV.
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3a)Qual o valor mínimo aproximado para o desnível X indicado na figura, de modo que a pressão
mínima de funcionamento do chuveiro de 1,0 mca seja atendida, considerando-se o somatório dos
pesos médio para as peças do ramal igual a 2,0 e o comprimento equivalente às peças no trecho entre B
e o chuveiro igual a 6,0 m.
4a) Para o projeto preliminar do ramal de abastecimento de uma bateria de duchas de um quartel,
conforme a figura anexa, adota-se para a ducha a
vazão de funcionamento de 0,20 L/s e o
correspondente peso igual a 0,4. Pede-se:
a) Lançar numa pequena planilha, os valores das
vazões obtidos com base nos critérios de
consumo máximo provável e consumo máximo
possível e juntamente com os respectivos
diâmetros dos trechos, determinados a partir do
critério de velocidade máxima na rede e do
critério
das
seções
equivalentes,
correspondentemente;
b) Avaliar a pressão disponível no ponto de
utilização da última ducha da linha, admitindo-se
que apenas esta esteja em funcionamento, que
toda a linha tenha diâmetro constante compatível,
a ser proposto por você, e considerando-se ainda
que o trecho do reservatório ao ponto 11 tenha comprimento real de 21,0 m e comprimento equivalente
às peças (saída do reservatório, cotovelos e tês com passagem direta) igual a 25,0 m Caso a pressão
mínima naquela ducha não atenda ao mínimo de norma de 1,0 mca, avaliar a que cota deveria ser
elevado o NA do reservatório.
5a) Uma instalação de água fria, como indicada na figura abaixo, deve ser executada em um edifício
residencial, com 1 apartamento por andar, do 1o ao 4o pavimento. A distribuição por gravidade
abastece os banheiros (com banheira, lavatório, ducha, chuveiro vaso sanitário com CD) a partir da
coluna 1 e as cozinhas e áreas de serviço, da coluna 2, sendo a vazão total de abastecimento nesta
última de 1,2 L/s. Considerando o número de 5 pessoas por apartamento, com consumo per capita de
250 L/dia, 50 L/dia para cada das duas vagas de garagem por apartamento e que os tubos empregados
sejam de PVC soldável, pede-se determinar:
a) O consumo diário para o edifício, admitindo um quarto de zelador com consumo médio diário
de 600 L;
b) Os diâmetros de sucção e recalque e a potência instalada aproximada do conjunto motobomba,
admitindo-se que o período diário de funcionamento é de 4,5 horas, que o comprimento virtual
da tubulação de sucção seja de 5,0 m e o da tubulação de recalque seja igual ao desnível
2
indicado acrescido de 40% (para considerar os trechos horizontais e comprimentos
equivalentes aos acessórios) e que o rendimento global do conjunto seja de 65%;
c) As vazões e os diâmetros do barrilete e dos trechos da coluna 1, partindo do ponto A
correspondente ao NA mínimo no reservatório, bem como a pressão disponível na derivação D
da coluna 1, admitindo o comprimento equivalente às peças do trecho BD igual a 10,0 m;
d) A pressão disponível no chuveiro, conforme esquema anexo de alimentação do mesmo, em que
se desconsideram os demais aparelhos abastecidos. Considerar pD/ = 1,5 m.
(4,0 Pontos)
1,2 m
* Enunciado e figuras adaptados de Batista M. e Lara
M., “Fundamentos Eng. Hidráulica” Editora
UFMG, 2006.
Formulário:
1,75
10,643 Q1,85
H  HG  ΔH; ΔH  J L; J = 0,00085. 4,75 ; J = 1,85 . 4,85 ; Δ HT  ΔHT S  ΔHT R ;
C
D
D
γ QH
0,25
Q; P
; NPSHreq  NPSHdisp; NPSHdisp  H b  (hS  ΔHT S  h V ) ;
DR  1,3 X
η
Q
hS, máx  H b  (NPSHreq  ΔHT S  h V ); H b 
patm
10,33  0,0011.h ;
γ
Q  0,3.  P
Tabela: Seções equivalentes:
Diâmetro
(pol.)
dos
canos
1/2
N de canos de ½ com
1
a mesma capacidade
3/4
1
1 1/4
1 1/2 2
2 1/2 3
4
2,9
6,2
10,9
17,4
65,5
189
37,8
110,5
3
4
Tabela - Diâmetros mínimos recomendados para sub-ramais.
5
Tabela – Comprimentos de tubulação retilínea de PVC equivalentes a diversas peças.
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