ATIVIDADE DE ESTUDO 1

Instruções:
– Esta é uma atividade de entrega INDIVIDUAL.
– As respostas devem ser entregues utilizando o Modelo de Resposta disponibilizado.
– As imagens de cálculos, diagramas ou outras resoluções deverão ser inseridas diretamente no template (modelo). Não serão aceitas imagens enviadas separadamente ou fora da estrutura do modelo.
– Trabalhos copiados da internet, de outros estudantes ou elaborados integralmente por ferramentas de Inteligência Artificial (IA) receberão nota zero.
– A resolução deve ser elaborada em um documento de texto. Ao final da atividade, você entregará apenas UM ARQUIVO com suas respostas. O arquivo deve estar nos formatos DOC, DOCX ou PDF.
– Se você utiliza OpenOffice ou Mac, converta o arquivo para PDF para evitar incompatibilidades.
– Se você realizou a atividade, ou parte dela, à mão, digitalize-a ou fotografe-a e insira as imagens no arquivo de resposta.
– O arquivo de resposta preenchido pode ter quantas páginas forem necessárias.
– Coloque um nome simples no arquivo para não se confundir no momento do envio.
– Antes de clicar em FINALIZAR, certifique-se de que está enviando o arquivo correto! É a atividade da disciplina certa? Após a finalização, você não poderá modificar o arquivo. Sugerimos que clique no link gerado para a sua atividade e faça o download do arquivo para conferir se ele corresponde ao documento enviado.​

CONTEXTO
As instalações hidráulicas industriais devem ser dimensionadas de modo que o fluido alcance o ponto de utilização com condições adequadas de vazão e pressão. Durante o escoamento, parte da energia se dissipa devido ao atrito com as paredes da tubulação e à presença de conexões, válvulas e outros acessórios, originando perdas de carga distribuídas e localizadas. Por esse motivo, o comprimento da tubulação, o diâmetro, a rugosidade, a vazão e a quantidade de acessórios constituem fatores importantes no dimensionamento. O material didático destaca ainda que a perda de carga total corresponde à combinação das perdas distribuídas e localizadas e que, em um projeto, essas perdas devem permanecer em níveis aceitáveis para evitar redução excessiva da pressão disponível.

Fonte: adaptado de: KANEKO, G. H.; HERRERO, M. V. O. Tubulações e instalações industriais. Maringá: UniCesumar, 2022.

Uma indústria necessita transportar água de um reservatório de alimentação até um equipamento de processo localizado 12 m acima do nível de referência da saída da bomba. A bomba instalada no sistema fornece uma pressão de 300 kPa na saída. A tubulação possui comprimento total de 80 m e contém diversos acessórios, responsáveis por perdas de carga localizadas. Para que o equipamento opere adequadamente, a pressão mínima necessária na entrada do processo é de 100 kPa. Durante a análise do projeto, a equipe de engenharia estimou que as perdas de carga totais do sistema seriam de 15 m.c.a.

Considere: 1 m.c.a. ≈ 9,81 kPa e a aceleração da gravidade g = 9,81 m/s².

Com base na situação apresentada e nos conceitos estudados na disciplina, responda:
a) Determine a diferença de pressão disponível entre a saída da bomba e a entrada do equipamento, considerando que parte da energia deve ser utilizada para vencer o desnível de 12 m. Apresente os cálculos.
b) Converta a perda de carga total estimada de 15 m.c.a. para kPa e compare esse valor com a pressão disponível para o transporte do fluido.
c) Com base nos resultados obtidos, avalie se a instalação proposta é capaz de atender à pressão mínima de 100 kPa exigida pelo equipamento. Justifique tecnicamente sua resposta.
d) Caso os resultados indiquem que a instalação não atende às condições necessárias, apresente duas alterações de projeto que poderiam ser estudadas para melhorar o desempenho hidráulico do sistema e explique como cada uma delas afetaria a instalação.

Sua resposta deve apresentar os cálculos, a interpretação dos resultados e a justificativa técnica das conclusões apresentadas.