construção da linha de carga

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CONSTRUÇÃO DA LINHA DE CARGA

�A linha de carga efetiva pode ser definidacomo sendo o lugar geométrico dos pontosrepresentativos da soma das três cargas:� de posição;

� de pressão;

� e cinética.� Devido principalmente à topografia dos terrenos,

os condutos podem estar totalmente abaixo,coincidentes ou acima da linha piezométrica.

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� Em MN, temos o traço do plano de carga estáticaefetiva no plano da figura.

� Entre os reservatórios há perde de carga contínua elocalizada;

� Empregando a fórmula de Darcy-Weisbach:

� A primeira parcela refere-se à perda de cargacontínua e a segunda leva em conta as perdasacidentais ou localizadas.

∑+=g

UKL

D

Qh if 2

2

5

2

β

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� A linha quebrada MabcdefgN é a linha de energia,ou linha de carga efetiva.

� A linha a’b’c’d’e’f ’g’h, é a linha piezométrica.

� O diâmetro é constante, estas linhas, nos trechosentre as singularidades, são paralelas e separadaspor U2/2g.

� Quando a velocidade média do escoamento forpequena, é usual não considerarmos a parcelarelativa à energia cinética, confundindo a linha decarga efetiva com a piezométrica.


� Em conseqüência o traço da linha de carga efetivaseria:

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CONSTRUÇÃO DA LINHA DE CARGA� Se a tubulação não tiver diâmetro único, a linha de

carga é obtida pelo traçado de segmentos de reta.

� Como os diâmetros são diferentes, as linhas de cargaapresentam declividades desiguais.

PERFIS DO ENCANAMENTO EM RELAÇÃO À LINHA DE CARGA

� A posição do encanamento em relação à linha decarga tem influência decisiva no seufuncionamento.

� São considerados dois planos de carga estáticos:� o da carga efetiva (PCE), referente ao nível de montante

� o da carga absoluta (PCA), situado acima do anterior, daaltura representativa da pressão atmosférica.

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PERFIS DO ENCANAMENTO EM RELAÇÃO À LINHA DE CARGA� 1º Caso: A tubulação AB está inteiramente abaixo da

linha de carga efetiva. (pE/γ > 0)

PCA = traço do plano de carga absoluta;PCE = traço do plano de carga efetiva;LCA = linha de carga absoluta;EE4 = carga estática absoluta;EE3 = carga dinâmica absoluta;EE2 = carga estática efetiva;EE1 = carga dinâmica efetiva.

� Em um piezômetro instalado neste ponto, a água subiria à altura EE1;


� Nesse conduto o escoamento será normal epodemos ter garantia da vazão para a qual foicalculado;

� Esta é a situação que o Engenheiro deve preferir.

� Um cuidado especial deve ser dado aos pontos altos dacanalização, onde há uma tendência de acumulação dear, que, se não for retirado, pode causar a interrupçãode fluxo.

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� Nesse conduto o escoamento será normal epodemos ter garantia da vazão para a qual foicalculado;

� Esta é a situação que o Engenheiro deve preferir.

� Um cuidado especial deve ser dado aos pontos altos dacanalização, onde há uma tendência de acumulação dear, que, se não for retirado, pode causar a interrupçãode fluxo.

PERFIS DO ENCANAMENTO EM RELAÇÃO À LINHA DE CARGA� Ventosa

� Aparelhos dotados de flutuadoresque acompanham o nível da água.

� Quando o nível da água desce o niplede descarga se abre, permitindo apassagem de ar;

� Se o nível da água sobe, o flutuadortambém sobe, vedando o niple dedescarga.

� Nos pontos baixos da tubulação devem ser instaladosregistro de descarga, destinadas ao esvaziamento datubulação na época de manutenção.

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PERFIS DO ENCANAMENTO EM RELAÇÃO À LINHA DE CARGA� 2º Caso: A tubulação AB tem seu desenvolvimento

segundo a linha de carga MN. (p0/γ = 0)

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� A água não subirá em piezômetro instalado emqualquer ponto da tubulação;

� Esse funcionamento é de conduto livre.

PERFIS DO ENCANAMENTO EM RELAÇÃO À LINHA DE CARGA� 3º Caso: A tubulação AB com o trecho EFG situado

acima da linha de carga efetiva. (p/γ < 0)

O trecho EFG fica sujeito a pressõesinferiores à atmosférica,podendoocasionar a contaminação da água, casohaja um rompimento neste local.

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� A depressão reinante neste trecho torna oambiente favorável ao desprendimento do ar emdissolução no fluido circulante e à formação devapor.

� A mistura do vapor com o ar tende a acumular-se em F.


� À medida que a bolha cresce, a vazão vaidiminuindo.

� A partir deste momento, o trecho AEF, decomprimento L1, trabalhará cheio, transportando avazão Q1 com a perda de carga h1 = J1L1, sendo MF alinha de carga correspondente.

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� A partir de F, o fluido circulará à pressão atmosférica,no trecho de comprimento L2, sem encher o conduto,até o ponto G’.

� No trecho G’B, de comprimento L3, o condutofuncionará completamente cheio, transportando amesma vazão Q1 com perda total h3 = J1L3.

� Solução: → Dividir o encanamento em dois trechos:� 1º AEF – de comprimento L1 e perda de carga total h1.

� 2º FGB – de comprimento L – L1 e perda de carga total

hf – h1.

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� Como as perdas totais em cada trecho são diferentes,os diâmetros serão também diferentes. Em F, seráadaptada uma ventosa para permitir a saída dos gases.

� 4º caso: A tubulação corta a linha de carga absoluta,mas fica abaixo do plano de carga efetivo.� Esta situação é a anterior, em condições piores.

� A vazão além de reduzida é imprevisível.

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PERFIS DO ENCANAMENTO EM RELAÇÃO À LINHA DE CARGA� 5º Caso: A tubulação tem o trecho EFG acima da linha

de carga e do plano de cargas efetivas, mas abaixo dalinha de carga absoluta.


� Nesta situação o escoamento só será possível se atubulação for previamente escorvada e funcionarácomo sifão.

� No trecho EFG, a pressão efetiva é negativa e ascondições de funcionamento são piores do que no casoanterior.

� 6º Caso: O trecho EFG do conduto está acima da linhade carga absoluta, mas abaixo do plano de cargaabsoluta.

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PERFIS DO ENCANAMENTO EM RELAÇÃO À LINHA DE CARGA� Trata-se de um sifão funcionando nas piores condições

possíveis.


� 7º Caso: Temos o trecho EFG acima do plano de cargaabsoluta.

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� O escoamento pela ação da gravidade é impossível.

� A água somente circulará se for instalada uma bombacapaz de impulsioná-la acima do ponto em que oconduto corta o plano de carga efetiva.

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