Fórmula de Hazen-Williams para cálculo de perda de carga em tubulações, Notas de aula de Cinemática

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Precisamos

mudar isso!

Uma outra forma de

calcular as perdas de

carga!

Como será que foi

obtida?

2 2,632 0,

2,632 2 0,

0,632 0,

D v 0, 279 C D J 4

4 0, 279 v C D J

v 0, 355 C D J

m v s

−

   =   

 =    

=   

=

m³ m Q ; C 1; D m; J s m

= = = =

“C” é o coeficiente de

Hazen-Williams e

depende do material

do conduto e de seu

estado.

Pode também ser

escrita explicitando

a Q e a v.

1,85 1,85 4,

2,63 0,

1 Q C D J 10, 643

Q 0, 279 C D J

=   

=   

Para tubos em série ou em paralelo, ou no

caso mais geral de redes de tubulações a

equação de Hazen-Williams facilita a

solução de problemas!

1,85 1,85 4,87 Hp J 10, 643 Q C D J L

− − =    → =

A fórmula de Hazen – Williams é uma

fórmula empírica, o que equivale a

dizer, que teve sua origem em

ensaios, que foram realizados com a

água em escoamentos turbulentos!

Aqui foi considerado

conduto circular e

forçado!

A fórmula de Hazen Williams

pode ser aplicada a qualquer

fluido, tipo de conduto e

material!

Após análise do diagrama anterior, podemos

afirmar que a fórmula de Hazen Williams é

recomendada para água com massa específica

aproximadamente 1000 kg/m³ e viscosidade

cinemática aproximadamente 10-^6 m²/s e pode

ser considerada para qualquer tipo de conduto e

material

H

1,85 1,85 4,87 Hp

J 10, 643 Q C D J

L

− −

2,63 0, H

Q = 0, 279  C  D J

0,63 0,

v = 0, 355  C  D J

         

m³ m mca

Q ; v ; C 1; D m; J

s s m

Esta só para

condutos circulares

e forçados

A fórmula de Hazen-Williams, sendo das mais perfeitas, requer, para sua

aplicação criteriosa, maior cuidado na adoção do coeficiente C. A escolha

negligente desse coeficiente ou a fixação de um valor médio invariável reduz

muito a precisão que se pode esperar de tal fórmula. Para tubos de ferro ou

aço, o coeficiente C é uma função do tempo, de modo que seu valor deve

prever a vida útil que se espera da canalização. Para avaliações expeditas,

pode-se usar, para tubos metálicos, C = 100. Tal valor corresponde,

aproximadamente, à situação da tubulação em quinze a vinte anos. (página

151)

No nosso material, estaremos apresentando as tabelas e gráficos sugeridos

pelo Professor Dr. Gilberto Oswaldo Ieno.

Calcular a perda de carga em uma tubulação nova de 10”

de diâmetro, e 1480 m de comprimento , feita de ferro

fundido de coeficiente C = 130, por onde passa uma

vazão de 100 L/s.

Dados: D = 10” = 0,254 m

1,

4,

Q 1 Hp

J 10, 643 J

C D L

1,

4,

Hp 1

=  ^  

 Hp = 1480  0, 014612639  Hp  21, 63m

Para tubulações de FoFo,

podemos recorrer ao

ábaco de Hazen-Williams,

que é um procedimento

mais simples

Através dele

calculamos o

J 100 , que deve

ser corrigido por

K

C 100

J = K J

Admitindo-se que e tubulação da questão anterior

esteja interligando dois reservatórios com diferença

de nível de 25 m e que o comprimento total ,

incluindo ao comprimento equivalentes seja 1480 m,

pede-se determinar a vazão para a instalação nova e

para a instalação com 20 anos.

2 2 i i f f i f i f i f i f i f

p v p v H H Hp z z Hp PHR em (f) Hp 25m 2g 2g

= + (^) −  + + = + + + (^) − →  (^) − =  

i f C

Hp (^25) mca J 16, 9 L 1, 48 km

− = = ^ Tubulação nova

C 100 100

mca mca J 16, 9 0, 615 J J 27, 5 km km

 =   

Agora é trabalhar no

ábaco de Hazen-Williams

L Q 110

s



Isto para a tubulação nova

e para a tubulação de 20

anos?

L Q 80

s



Dá para resolver pela

fórmula de hazen-

Williams?

Claro

2 2 i i f f i f i f i f i f i f

p v p v H H Hp z z Hp PHR em (f) Hp 25m 2g 2g

= + (^) −  + + = + + + (^) − →  (^) − =  

i f C

Hp (^25) mca 16, 9 mca J 16, 9 L 1, 48 km 1000 m

− = =  =

2,63 0,

Q = 0, 279  C  D J

0,

Q 0, 279 96 0, 254

m³ L

Q 0, 0805 80, 5

s s

Refaça o exercício

para uma tubulação

de 8”