MAPA - EMEC - TUBULAÇÕES E INSTALAÇÕES INDUSTRIAIS - 54_2025

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 MAPA - EMEC - TUBULAÇÕES E INSTALAÇÕES INDUSTRIAIS - 54_2025 
 MAPA: TUBULAÇÕES E INSTALAÇÕES INDUSTRIAIS 
 CONTEXTUALIZAÇÃO: 
 As tubulações industriais são elementos fundamentais em praticamente todos os 
 setores produtivos, pois permitem o transporte de fluidos, como água, vapor, gases, 
 óleos, combustíveis e produtos químicos, entre diferentes etapas de um processo. Mais 
 do que simples condutos, elas representam sistemas complexos que precisam ser 
 projetados considerando critérios de segurança, eficiência energética e confiabilidade 
 operacional. 
 Um dos principais desafios associados ao uso de tubulações é a perda de carga, que 
 corresponde à perda de energia do fluido durante o escoamento. Essa perda pode 
 ocorrer de forma distribuída, ao longo de todo o comprimento do tubo devido ao atrito 
 com as paredes, ou de forma localizada, em pontos específicos como válvulas, 
 registros, cotovelos e mudanças de diâmetro. Ambas influenciam diretamente no 
 dimensionamento de bombas e compressores, impactando nos custos de operação e 
 na durabilidade do sistema. 
 Além disso, os conceitos de escoamento laminar e turbulento, viscosidade, densidade e 
 velocidade do fluido são determinantes para avaliar o comportamento do transporte. 
 Enquanto o escoamento laminar apresenta linhas ordenadas e suaves, típico de fluidos 
 muito viscosos em baixas velocidades, o regime turbulento é caracterizado por 
 movimentos caóticos e mistura intensa, sendo o mais comum em tubulações industriais. 
 Esses fatores precisam ser analisados para que o projeto garanta um equilíbrio entre 
 eficiência e economia. 
 Dessa forma, compreender a importância das tubulações, os efeitos da perda de carga 
 e os princípios relacionados ao escoamento de fluidos é essencial para o 
 desenvolvimento de soluções de engenharia que unam desempenho, segurança e 
 sustentabilidade nos sistemas industriais. 
 Nesta atividade, você enfrentará uma série de cenários práticos que exigirão a 
 aplicação dos seus conhecimentos teóricos. Seu objetivo é analisar as situações e 
 resolver os problemas propostos, utilizando os conhecimentos adquiridos. 
 Parte 1: 
 Você é o engenheiro de uma empresa petrolífera que transporta um óleo via um sistema 
 duto viário e deve saber qual a velocidade e pressão em alguns pontos do escoamento. 
 Você sabe que a vazão do óleo é de 2m³/s e a pressão no ponto 1 é de 500 kPa, qual 
 seria a velocidade e a pressão nos pontos 1, 2, 3, 4 e 5? Ρ=800 kg/m³. (Medidas da 
 tubulação estão em cm). 
 200 
 Parte 2: 
 Em uma estação de tratamento de água, um sistema de bombeamento é responsável 
 por elevar água limpa de um reservatório de captação para um tanque de distribuição 
 localizado em um ponto mais elevado. A tubulação, composta por trechos retos e 
 acessórios, apresenta desafios hidráulicos devido à geometria do trajeto e à presença 
 de componentes que introduzem resistência ao escoamento. Para garantir a eficiência 
 energética e a seleção adequada da bomba, é essencial quantificar as perdas de carga 
 associadas ao sistema. 
 No sistema a seguir, você deve calcular a perda de carga total no sistema de 
 bombeamento, considerando as contribuições das perdas distribuídas ao longo da 
 tubulação e das perdas localizadas nos acessórios. A vazão a ser bombeada é de água 
 de 4 m³/h. O diâmetro interno da tubulação é de 1” (25,4mm), e o comprimento total da 
 tubulação é de 45 m. No sistema, há uma válvula pé de crivo (k=7,3) e três cotovelos 
 90° com raio médio (k=0,7). Considere que a água está a 25 °C e possui viscosidade 
 cinemática igual a 0,8.10-6 m²/s. 
 Para encontrar a perda de carga distribuída, necessitamos encontrar o fator de atrito (f), 
 para isso podemos utilizar o diagrama de Moody. 
 Onde: 
 DP = perda de pressão ou de carga (m). 
 f = fator de fricção (dado encontrado em tabelas). 
 L = comprimento equivalente da tubulação (m). 
 DL = diâmetro interno da tubulação (m). 
 v = velocidade média do fluido (m/s). 
 g = aceleração da gravidade (9,81 m/s). Para encontrar a rugosidade relativa (𝞮/d) 
 considere a rugosidade absoluta da tubulação sendo 0,0508 mm. 
 Para encontrar a perda de carga localizada, utilize os valores para Válvula pé de crivo 
 k=7,3 e para cada cotovelo (90°) um k=0,7. 
 Qual é a perda de carga localizada, a distribuída e a total do sistema? 
 Parte 3: 
 Uma indústria alimentícia precisa bombear água de um reservatório inferior até um 
 tanque elevado que alimenta a linha de pasteurização. O desnível geométrico entre os 
 dois reservatórios é de 12 m. O sistema de tubulações apresenta uma perda de carga 
 total de 8 m (considerando perdas distribuídas e localizadas). A bomba foi instalada 
 para garantir uma vazão de 30 m³/h. O motor que aciona a bomba possui potência de 
 5,0 kW. Sabendo que a densidade da água é ρ = 1000 kg/m³ e g = 9,8 m/s², determine a 
 eficiência da bomba. 
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