Dimensionamento da tubulação de água

Dimensione/verifique os diâmetros internos para água pressurizada ou drenagem por gravidade Manning.

Objetivo e escopo

Dimensione/verifique os diâmetros internos para água pressurizada ou drenagem por gravidade Manning.

Água pura; não substitui verificações de glicol, surtos ou redes ramificadas. Manning assume fluxo constante e uniforme parcialmente cheio em tubo circular; proporção de profundidade máxima 10–80%.

Entradas

Utilize desenhos, condições de projeto e dados do fabricante. Unidades e valores de exemplo seguem a calculadora; valores de exemplo não são requisitos de projeto universais.

Parâmetro	Valor/interpretação
Predefinição de sistema/design · mm	Selecionar o material/sistema adequado à aplicação real; verificar valores de referência.
Vazão de água	Vazão volumétrica no local de cálculo; verifique a unidade selecionada.
Diâmetro interno · mm	Diâmetro interno real a partir das dimensões do tubo/espessura da parede, não DN.
Material · mm	Selecionar o material/sistema adequado à aplicação real; verificar valores de referência.
Velocidade máxima · m/s	Projete velocidade máxima, não um limite universal.
Perda máxima por atrito · Pa/m	Perda máxima por atrito por metro, em Pa/m.
Temperatura da água · °C	Temperatura da água usada para propriedades do fluido.
Rugosidade absoluta ε · mm	Rugosidade absoluta da superfície interna do tubo/duto, em mm.
Comprimento da seção do tubo · m	Comprimento real da seção; incluem fornecimento e devolução quando necessário.
Inclinação · %	Inclinação longitudinal do tubo gravitacional; o campo usa%, então insira 1 para 1%.
Profundidade máxima y/D · %	Relação profundidade da água/diâmetro interno y/D, um limite de profundidade em vez de uma vazão.
Manning n.	Coeficiente de rugosidade de Manning para material/condição; distinto da rugosidade absoluta de Darcy ε.
Velocidade mínima · m/s	Velocidade mínima exigida pelo projeto de drenagem.
Velocidade máxima · m/s	Selecionar o material/sistema adequado à aplicação real; verificar valores de referência.

Etapas

Selecione água gelada, abastecimento de água pressurizada ou drenagem por gravidade antes de inserir os dados.
Para tubos de pressão utilize limites de diâmetro interno, temperatura, rugosidade e velocidade/Pa/m. Para drenagem use inclinação, n, razão de profundidade e limites de velocidade.
Selecione um candidato ou verifique um tubo existente, revise os avisos e salve cada seção.

Exemplo resolvido

Este exemplo de treinamento reproduzível usa os valores abaixo. Selecione o modo apropriado e substitua os valores restaurados do projeto. Taxas de exemplo, valores K e perdas de equipamentos são suposições, e não critérios de projeto obrigatórios.

Os exemplos usam ponto decimal e não usam separador de milhares.

Todos os exemplos de entradas

Parâmetro	Valor/interpretação
Sistema	Resfriador/pressão
Vazão	10
Unidade	m³/h
Diâmetro interno	100 mm
Temperatura	7 °C
Rugosidade	0.045 mm
Comprimento	10 m
Velocidade máxima	2 m/s
Taxa máxima de atrito	300 Pa/m

Use o modo de verificação para o exemplo principal, não a seleção automática de tamanho. O exemplo da água usa primeiro a predefinição de água gelada pressurizada; seu segundo exemplo usa drenagem por gravidade.

Resultados esperados (arredondados)

Parâmetro	Valor/interpretação
Velocidade	0.35 m/s
Taxa de perda por fricção	16.01 Pa/m
Perda de seção	0,16 kPa
Exemplo de gravidade: D interno 150 mm, Q 10 m³/h, inclinação 1%, n 0,013, relação de profundidade máxima 70% → relação de profundidade real	28.92 %
Velocidade da gravidade	0.66 m/s

Pequenas diferenças no arredondamento exibido são normais. Um resultado que ultrapasse os limites inseridos não estabelece a adequação para o sistema completo.

Método e limitações

Tubulações pressurizadas: V = Q/A; Re = ρVD/μ; R = fρV²/(2D). O fator Darcy usa 64/Re para fluxo laminar e Colebrook para Re ≥ 4.000. A região de transição 2.300–4.000 é interpolada e sinalizada. A densidade e a viscosidade são aproximadas para água pura a 1–80 °C.

Drenagem por gravidade: Q = A·Rh^(2/3)·√S/n, com Rh = A/P. A profundidade normal do fluxo em um tubo circular é resolvida a partir do fluxo, inclinação e Manning n. A profundidade máxima é limitada a 10–80% para usar o ramo monotônico. Somente são retidas tubulações com capacidade suficiente e velocidades dentro dos limites mínimo e máximo.

Somente seções de tubo reto; exclui conexões, válvulas, equipamentos, mudanças de elevação, pressão residual necessária, fluxo instável e redes ramificadas. As predefinições de material e design são valores de referência editáveis.

EPA EPANET — tubos pressurizados · EPA SWMM — hidráulica de drenagem

Erros comuns

Inserção de DN em vez de diâmetro interno; leitura incorreta de unidades de inclinação; assumindo que a capacidade hidráulica verifica a ventilação ou toda a rede.

Projetos e relatórios

Escolha ou crie um projeto de engenharia e insira suas informações reais de design.
As entradas/resultados do projeto são salvos automaticamente neste navegador. Onde um painel de lista salva estiver disponível, nomeie e adicione a seção ou alternativa selecionada para comparar várias opções.
Revise o relatório antes de exportar o PDF. Na caixa de diálogo de impressão, selecione Salvar como PDF. Exporte JSON para backup e use Abrir arquivo para restaurá-lo; O PDF não pode restaurar os dados do projeto.

Os resultados salvos não são recalculados automaticamente quando outra ferramenta é alterada. Revise qualquer aviso de dependência, recalcule e atualize os resultados afetados.

Referências e ferramentas relacionadas

EPA-EPANET/SWMM

A ferramenta implementa os métodos e limites indicados acima; vincular um padrão não estabelece conformidade completa com esse padrão.