Construção de uma bancada hidráulica e comparação de métodos de estimativa de velocidade de fluxo em tubulações de PVC

Abstract

Em sistemas de irrigação, é imprescindível uma correta projeção dos sistemas, visto os altos investimentos envolvidos nos aspectos de sustentabilidade e impactos ambientais. Para um correto dimensionamento de sistemas hidráulicos, é necessário estimar a velocidade de escoamento da água no interior das tubulações utilizadas para irrigação. Assim, o objetivo deste trabalho é construir uma bancada hidráulica para comparação de métodos de estimativa de velocidade de fluxo de água em tubulações de pvc, e ainda auxiliar na disciplina de hidráulica agrícola no curso de Agronomia, do convênio IFRS/Uergs. Foi construída uma bancada didática de perda de carga, projetada para trabalhar em circuito fechado, com condutos forçados, onde há o reaproveitamento do fluido utilizado nos testes. O fluido para execução foi a água. O material utilizado para a tubulação foi o pvc marrom Os testes foram realizados com tubulações de diâmetros de 20 e 25mm. A vazão do sistema foi determinada para a associação em paralelo de duas bombas periféricas, marca Eletroplast, modelo ICS-50AB, com vazão de 1,80m³/h cada. Para a determinação da perda de carga na tubulação, construiu-se um manômetro diferencial com líquido manométrico de mercúrio que indica a perda de carga equivalente. Os tratamentos de estimativa da velocidade da água utilizados, foram: M0 - Método volumétrico; M1 - Método hidrômetro; M2 - Fórmula universal com coeficiente de Colebrook-White e; M3 - Fórmula de Hazen-Willians. Os valores das velocidades registradas pelo M0 foram comparados com os demais métodos. Criou-se uma regressão linear entre os valores coletados para gerar o coeficiente de correlação r, o coeficiente linear e o coeficiente angular. Verificou-se o desempenho das fórmulas utilizadas usando o índice de desempenho (Id), proposto por (CAMARGO & SENTELHAS, 1997). Como foram obtidas classes de desempenho “Excelente”, em todos os tratamentos, o hidrômetro está aferido mensurando a vazão corretamente, e as equações de Colebrook-White e Hazen-Willians, podem ser utilizadas para estimar a velocidade de escoamento entre 0 e 5m/s para os diâmetros de tubulações de PVC marrom de 20 e 25 mm.