resolução de exercicio

 aluno: Tiago Izaias Albino

Mecânica dos Fluidos no Combate ao Incêndio

Sistema Hidrantes

O sistema de hidrantes é um tipo de proteção instalado em edifícios, utilizado como meio de combate a incêndios. É composto basicamente por Reservatórios de Água, Bombas de Incêndio, Tubulações, Hidrantes, Abrigos e Registros de Recalque.

O sistema de hidrantes tem como objetivo dar continuidade à ação de combate a incêndios até o domínio e possível extinção. O agente extintor utilizado é a água, um motivo pelo qual o método principal de extinção a ser aplicado será o resfriamento.

O sistema de hidrante que foi calculado é de um Edifício localizado em Lauro Müller – SC em faze de construção, o calculo é avaliado pelo bombeiro responsável da cidade de Lauro Müller, visto que esta de acordo com as normas impostas é aprovado, logo em seguida é posto em pratica. 

A seguir vamos mostrar os cálculos passo a passo:

Inicialmente deve-se calcular a vazão no hidrante mais desfavorável (H1) com a seguinte formula:

Onde: QH1 = vazão (l/min)

            H = pressão dinâmica mínima. No projeto será utilizado o valor tabelado de 4m.c.a.

            d = diâmetro do requinte, em milímetros. (no projeto o diâmetro é de 13mm).

Substituindo os valores:

QH1 = 0,046 x 13² x √4

QH1 = 69,15 l/min = 0,00115m³/s

Obtido a vazão do hidrante H1 é possível calcular a pressão no ponto A, que é dada por:

Onde: H1 = pressão dinâmica mínima (4m.c.a.);

            Δ(A/h1) = perda de carga total na tubulação;

            Δml = perda de carga na mangueira.

Cada termo da equação tem equações diferentes para se calcular. A perda de carga total na tubulação [Δ(A/h1)] é dada por:

Onde:   J_T1 = perda de carga unitária;

            L_T1 = comprimento virtual da tubulação.

O comprimento virtual da tubulação é dado por:

Onde: L1 = 0,20m

Então

L_T1 = 0,20 + 27,40

L_T1 = 27,60m

Ainda para calcular a perda de carga total na tubulação [Δ(A/h1)] é preciso calcular a perda de carga unitária (J_T1), que pode ser calculada pela seguinte formula:

Onde: Q = vazão (calculada anteriormente);

            C = coeficiente de rugosidade (valor tabelado);

            D = diâmetro da tubulação ou mangueira.

Obtidos os valores de L_T1 e J_T1 é possível calcular a perda de carga total na tubulação

Δ(A/h1) = 0,0079 x 27,60

Δ(A/h1) = 0,219m

Ainda para calcular a pressão no ponto A, deve-se calcular a perda de carga na mangueira (Δm1) que é dado por:

Onde: L_m1 = comprimento da mangueira (30m)

            J_m1 = perda de carga unitária na mangueira.

O termo J_m1 é calculado pela mesma formula do J_T1, ou seja:

Agora é possível calcular a perda de carga na mangueira (Δm1):

Δm1 = 30 x 0,030

Δm1 = 0,91m

Finalmente, após obterem-se os valores da perda de carga total na tubulação e perda de carga na mangueira é possível calcular a pressão no ponto A:

PA(H1) = H1 + Δ(A/H1) + Δ_m1

PA(H1) = 4 + 0,219 + 0,91

PA(H1) = 5,125m.c.a.

Achado a pressão no hidrante H1 é possível encontrar a pressão nos outros hidrantes, que pode ser calculada pela formula a seguir:

Q = 0,2046 x d² x √ PA(H1) + desnível entre os hidrantes

Vazão no ponto B = vazão no H2

QH2 = 0,2046 x 13² x √5,123 + 2,80

QH2 = 98,56 l/min

QH2 = 0,00164m³/h

Vazão no ponto C = vazão no H3

QH2 = 0,2046 x 13² x √5,123 +2x2,80

QH2 = 115,33 l/min

QH2 = 0,00192m³/h

Vazão no ponto D = vazão no H4

QH2 = 0,2046 x 13² x √5,123 + 3x2,80

QH2 = 129,95 l/min

QH2 = 0,00217m³/h

Pode-se observar que conforme a diferença de altura entre os hidrantes vai aumentando, a vazão também aumenta. Isso se deve ao aumento da pressão em cada hidrante devido ao aumento da diferença de altura entre eles.

Vazão total

QT = QH1 + QH2

QT = 0,00115 + 0,00164

QT = 0,00279m³/h

Calculada a vazão em todos os hidrantes é preciso calcular a diferença de altura entre o reservatório e o hidrante H1 para se obter a pressão calculada no ponto A. Para se calcular a altura usa-se a seguinte formula:

Onde: H = altura

            PA(H1) = pressão no hidrante H1

            Δ(R-A) = perda total de carga R-A (reservatório – ponto A)

Para se calcular a perda total de carga R-A tem-se a seguinte formula:

                                                                                                         

Onde:   J(R-A) = perda de carga no trecho (reservatório A);

             Lv(R-A) = comprimento virtual (reservatório A).

Calculo da perda de carga no trecho (reservatório A):

Calculo do comprimento virtual (reservatório A):

A perda total de carga R-A será:

Δ(R-A) = [H + 21,40] x 0,041

Δ(R-A) = 0,877 + 0,041H

Substituindo-se na formula da altura tem-se:

H = 5,125 + [0,877 + 0,041H]

0,959H = 6,001

H = 6,26m

E a altura total será:

Ht = H + [(n° de pavimentos - 1) x pé direito]

Ht = 6,26 + [(7-1) x 3,0]

Ht = 24,26

A vazão no ultimo hidrante:

QH = 0,2046 x d² x √Ht

QH = 0,2046 x 13² x √24,26

QH = 170,30 l/min

Agora é preciso calcular o tempo de funcionamento dos hidrantes. O tempo para 4 hidrantes é 30 minutos (valor tabelado) e para edifícios com mais de 4 hidrantes deverá ser acrescido 2 minutos para cada hidrante excedente a 4.

Tf = (tempo para 4 hidrantes) + (2 min para cada hidrante a mais)

Tf = 30 + 6

Tf = 36 minutos

E a reserva técnica de incêndio (R.T.I.) será:

R.T.I. = QH x Tf

R.T.I. = 170,30 x 36

R.T.I. = 6130,84 litros = 6,13m³

NORMAS DE SEGURANÇA CONTRA INCÊNDIOS (NSCI)

Decreto Estadual nº 4.909, de 18 Out 1994

CAPÍTULO VI

Sistema Hidráulico Preventivo

Art. 47 – O Sistema Hidráulico Preventivo sob comando ou Automatizado, deverá ser locado em planta baixa, apresentado em esquema vertical ou isométrico, com os detalhes e Especificações do sistema e apresentar planilha com os cálculos hidráulicos, devendo constar do projeto, as pressões e vazões reais verificadas nos esguichos dos hidrantes mais desfavoráveis.

SEÇÃO I

Das canalizações

Será usada tubulação de Cobre 2”, conforme descrito no Art. 48;

As canalizações,expostas serão pintadas de vermelho, Art. 49;

As conexões e peças do sistema devem suportar a mesma pressão prevista para a canalização, Art. 51;

SEÇÃO II

Dos reservatórios

O abastecimento do Sistema Hidráulico Preventivo poderá ser feito, Art. 52:

I - Por Reservatório Superior:

a)A adução será feita por gravidade, obedecendo os seguintes requisitos:

*Uma altura mínima de 4 m, do ultimo hidrante localizado nesse caso no 5 andar;

c) A canalização para o consumo predial deve ser instalada com saída lateral, de modo a assegurar a RTI;

Os hidrantes serão concebidos com instalações internas, Art. 53;

SEÇÃO III

Dos hidrantes

O hidrante será  instalado dentro do abrigo de mangueiras, Art. 54;

Adota-se para o cálculo da vazão o coeficiente de descarga (Cd) igual a 0,98, Art. 67;

Adota-se para os dimensionamentos a fórmula de Hanzen Willians, com o valor do coeficiente de rugosidade de 120 para as canalizações e de 140 para as mangueiras com revestimento interno de borracha, Art. 68.

SEÇÃO VI

Do hidrante de recalque

O hidrante de recalque será localizado preferencialmente junto à via pública, na calçada ou embutido em muros ou fachadas, observando-se as mesmas cotas para instalação dos hidrantes de parede, Art. 78.

SEÇÃO VII

Da reserva técnica de incêndio

A reserva técnica de incêndio será dimensionada de tal forma que forneça ao sistema uma autonomia mínima de 30 minutos, Art. 81.

Obs.: É um resumo somente para este trabalho de aula, maior informação sobre a NSCI.

·         http://www.cbm.sc.gov.br/dat/images/arquivo_pdf/norma_integra/NSCI_94.pdf

Alunos: Alcides Proinelli Neto

              Patrick Souza

              Paulo Neto

Princípio de Bernoulli.

PRINCÍPIO DE BERNOULLI:

Esse princípio diz que um fluido em movimento em um ambiente  fechado, tem uma diminuição da sua pressão conforme o aumento da sua velocidade.

Conforme foi visto na experiência, entende-se que quando o ar passa em maior velocidade  no meio do pedaço de papel a pressão no seu interior diminui, ou seja, a pressão atmosférica em volta do papel estava maior e por isso ela se fechou.

A seguinte experiência explica o princípio de Bernoulli:

Para fazê-la em casa você vai precisar de:

- Um pedaço de papel, dobra-lo ao meio,

                                    e

- Um aparelho de inalação.

CONCLUSÃO: Através dessa experiência, conclui-se que com poucos instrumentos podemos aplicar na pratica os assuntos explicados em sala de aula e com isso fica mais fácil de compreender os princípios dos pensadores.

REFERÊNCIAS:

Fox, R. W. Introdução a mecânica dos fluidos. 6ª ed. Rio de Janeiro: LTC, 2006.

Disponível em: < http://www.fis.unb.br/gefis/index.php?option=com_content&view=article&id=137&Itemid=252&lang=pt > Acesso em: 05 de nov. 2014.

Disponível em: < https://www.youtube.com/watch?v=QxfdeEGaCng > Acesso em: 05 de nov. 2014.

Disponível em: < http://www.infoescola.com/fisica/mecanica-dos-fluidos/ > Acesso em: 05  de nov. 2014.

Obs: Vídeo feito por  Jéssica V. F.

Vídeo Aula com exercícios envolvendo Equação de Bernoulli

Está é uma vídeo aula sobre o conteúdo em que envolve a resolução de exercícios através da Equação de Bernoulli somado à perda de energia interna(HL).

O objetivo principal deste trabalho é contribuir com o material do blog, assim como ajudar os futuros alunos desta disciplina, que poderão ter algum tipo de dificuldade nessa parte do programa.

Unisul - Fenômenos de transporte - Equação de Bernoulli

Obs: A qualidade do vídeo vai depender da opção que cada um escolher no Youtube, a capacidade disponível é de 1080p (HD)

Acadêmicos: Bruno Folle, Roger Marcelino Machado e Tiago Zanelatto.

Medidor de Vazão

O medidor de vazão, tem como objetivo medir a vazão (óbvio) com a qual líquidos, gases ou ar que transpassam pelo equipamento. Os medidores de vazão para laboratórios podem ser classificados por diversos tipos:

- Medidor de Área Variável: O seu princípio de medição consiste em obter a vazão exata durante a passagem do fluxo da amostra no compartimento destinado para tal operação (tubo). O qual possui uma entrada e uma saída . Ao longo do corpo deste produto, há uma escala impressa onde de acordo com o local que o flutuador (parte localizada no interior do tubo) estiver posicionado, o usuário realizará a leitura obtendo a vazão, em qualquer unidade de medida que expresse tal propriedade.

-Medidor Ultrassônico: Nesse tipo de medidor, cristais piezoelétricos produzem ultrassom na faixa de dezenas a centenas de kHz, enviam-no obliquamente em relação ao fluxo e também recebem o ultrassom emitido por outro cristal ou refletido pelo fluido, convertendo-o em sinal elétrico, como mostra a figura abaixo. 

-Medidores magnéticos: Medem a vazão de um líquido condutor de eletricidade, com base na Lei de Faraday. O instrumento gera um campo magnético de densidade de fluxo B_m, transversal ao fluxo, fazendo com que surja uma força eletromotriz ε entre dois pontos localizados a uma distância L ao longo do fluxo dada por

ϵ=ρeBmLv

onde v é a velocidade do fluxo e ρ_e é a condutividade elétrica do fluido.

-Medidor com turbina:  O fluido que se desloca no interior da tubulação, aciona um rotor montado axialmente dentro do medidores de vazão. A velocidade deste rotor é proporcional à velocidade de deslocamento do fluido no processo. Um sensor acoplado ao medidor, tem seu campo magnético alterado a cada passagem de uma das pás do rotor, gerando um pulso elétrico que é amplificado e processado na forma de frequência ou corrente.

-Medidor tipo Engrenagem: O fluído se desloca no interior do medidor, levado da entrada para a saída, através dos espaços entre os dentes de suas engrenagens. A cada espaço cabe uma porção bem definida do fluído, o que caracteriza o medidor como volumétrico.

-Medidor tipo Vortex: Tem funcionamento baseado na velocidade do fluído a partir do número de vórtices formado quando o líquido passa por um pequeno objeto que está parado, ao cruzar o interior do tubo. O sensor localizado após este objeto do medidor de vazão Vórtex faz o monitoramento dos vórtices gerados. É mandado um sinal que será processado por um circuito eletrônico, determinando o valor da velocidade e a vazão.

Infelizmente não consegui upar o vídeo aqui, mas vou deixar o link do mesmo logo abaixo. O vídeo está em Ingles, porém está todo legendado em PT-BR.
LINK






Acadêmico: Eduardo Vieira 
Curso: Engenharia Civil
Matéria: Fenômenos de Transporte 

FENÔMENOS DO TELHADO - Aplicação na Eng. Civil

Você já deve saber que ventos são capazes de levantar telhados e coberturas.

Mas você sabe como e por quê isso acontece?

Neste vídeo será demonstrado de maneira muito didática o efeito do vento sobre 2 maquetes que representam 2 tipos de cobertura.

Este efeito causa um empuxo semelhante ao de sustentação de uma asa, de acordo com o Princípio de Bernoulli.

No que diz respeito à Eng. Civil, projetos estruturais de grandes coberturas devem levar em conta esta força, gerada com ventos horizontais, que levanta a estrutura e pode resultar até em cargas negativas (tração) nos pilares e na fundação.

A Autodesk™ desenvolveu um software que possibilita a simulação digital de ventos sobre objetos e estruturas. E para estudantes este software (como também o AutoCAD, entre outros) é disponibilizado gratuitamente por 3 anos.

Vale a pena conferir: Flow Design.

Jonathan Degani

Como Dimensionar uma Bomba Hidráulica para o Trabalho Final

Este vídeo foi feito para ajudar no dimensionamento das Bombas Hidráulicas para o trabalho final de Fenômenos de Transporte ou até mesmo para lembrar deste processo durante a sua vida profissional.

Aqui está o link do Simulador de Bomba Schneider e o link para instalar o Simulador da Gould Pumps, mostrados durante o vídeo. E as Curvas da Schneider estão aqui.

A melhor maneira de fazer este trabalho individual é pesquisando materiais a respeito e trocando idéias com seus colegas. 

Produzido pelos acadêmicos: Jonathan Degani, José Pacheco e Lucas Schneider.