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Elementos hidráulicos paralelos

Storyboard

Quando os elementos hidráulicos estão conectados em paralelo, o fluxo é distribuído entre eles, enquanto a queda de pressão é a mesma para todos. A soma dos fluxos individuais resulta no fluxo total e, portanto, a resistência hidráulica total é igual ao inverso da soma dos inversos das resistências hidráulicas individuais. Por outro lado, as condutividades hidráulicas são somadas diretamente.

>Modelo

ID:(1467, 0)



Mecanismos

Definição


ID:(15726, 0)



Condutância hidráulica dos elementos em paralelo

Imagem

No caso de uma soma em que os elementos estão conectados em paralelo, a condutância hidráulica total do sistema é calculada somando as condutâncias individuais de cada elemento.



Com o fluxo total ($J_{Vt}$) sendo igual a o fluxo de volume em uma rede ($J_{Vk}$):

$ J_{Vt} =\displaystyle\sum_k J_{Vk} $



e com la diferença de pressão ($\Delta p$) e la condutância hidráulica em uma rede ($G_{hk}$), juntamente com a equação

$ J_{Vk} = G_{hk} \Delta p $



para cada elemento, chegamos à conclusão de que, com la condutância hidráulica total paralela ($G_{pt}$),

$J_{Vt}=\displaystyle\sum_k J_{Vk} = \displaystyle\sum_k G_{hk}\Delta p = G_{pt}\Delta p$



temos

$ G_{pt} =\displaystyle\sum_k G_{hk} $

ID:(12800, 0)



Resistência hidráulica de elementos em paralelo

Nota

No caso de uma soma em que os elementos estão conectados em paralelo, a resistência hidráulica total do sistema é calculada somando as resistências individuais de cada elemento.



la condutância hidráulica total paralela ($G_{pt}$) juntamente com la condutância hidráulica em uma rede ($G_{hk}$) em

$ G_{pt} =\displaystyle\sum_k G_{hk} $



e, com la résistance hydraulique dans un réseau ($R_{hk}$) e a equação

$ R_{hk} = \displaystyle\frac{1}{ G_{hk} }$



leva a la resistência hidráulica total em paralelo ($R_{pt}$) via

$\displaystyle\frac{1}{ R_{pt} }=\sum_k\displaystyle\frac{1}{ R_{hk} }$

ID:(11068, 0)



Processo para adição de resistências hidráulicas em paralelo

Citar

Primeiramente, calculam-se os valores de la résistance hydraulique dans un réseau ($R_{hk}$) utilizando as variáveis la viscosidade ($\eta$), o raio do cilindro k ($R_k$) e o comprimento do tubo k ($\Delta L_k$) através da seguinte equação:

$ R_{hk} =\displaystyle\frac{8 \eta | \Delta L_k | }{ \pi R_k ^4}$



Esses valores são então somados para obter la resistência hidráulica total em série ($R_{st}$):

$\displaystyle\frac{1}{ R_{pt} }=\sum_k\displaystyle\frac{1}{ R_{hk} }$



Com esse resultado, é possível calcular ERROR:6673 para la resistência hidráulica total em paralelo ($R_{pt}$) usando:

$ \Delta p = R_h J_V $



Uma vez determinado ERROR:6673, o fluxo de volume em uma rede ($J_{Vk}$) é calculado por meio de:

$ \Delta p = R_h J_V $



Para o caso de três resistências, os cálculos podem ser visualizados no seguinte gráfico:

ID:(11070, 0)



Modelo

Exercício


ID:(15731, 0)



Elementos hidráulicos paralelos

Descrição

Quando os elementos hidráulicos estão conectados em paralelo, o fluxo é distribuído entre eles, enquanto a queda de pressão é a mesma para todos. A soma dos fluxos individuais resulta no fluxo total e, portanto, a resistência hidráulica total é igual ao inverso da soma dos inversos das resistências hidráulicas individuais. Por outro lado, as condutividades hidráulicas são somadas diretamente.

Variáveis

Símbolo
Texto
Variáve
Valor
Unidades
Calcular
Valeur MKS
Unidades MKS
$\Delta L_k$
DL_k
Comprimento do tubo k
m
$G_{hk}$
G_hk
Condutância hidráulica em uma rede
m^4s/kg
$G_{pt}$
G_pt
Condutância hidráulica total paralela
m^4s/kg
$J_V$
J_V
Fluxo de volume
m^3/s
$J_{Vk}$
J_Vk
Fluxo de volume em uma rede
m^3/s
$J_{Vt}$
J_Vt
Fluxo de volume total
m^3/s
$R_k$
R_k
Raio do cilindro k
m
$R_{hk}$
R_hk
Résistance hydraulique dans un réseau
kg/m^4s
$R_h$
R_h
Resistência hidráulica
kg/m^4s
$R_{pt}$
R_pt
Resistência hidráulica total em paralelo
kg/m^4s
$\eta$
eta
Viscosidade
Pa s

Cálculos


Primeiro, selecione a equação:   para ,  depois, selecione a variável:   para 

Símbolo
Equação
Resolvido
Traduzido

Cálculos

Símbolo
Equação
Resolvido
Traduzido

 Variáve   Dado   Calcular   Objetivo :   Equação   A ser usado



Equações

O fluxo de volume ($J_V$) pode ser calculado a partir de la condutância hidráulica ($G_h$) e la diferença de pressão ($\Delta p$) usando a seguinte equa o:

$ J_V = G_h \Delta p $



Al m disso, usando a rela o para la resistência hidráulica ($R_h$):

$ R_h = \displaystyle\frac{1}{ G_h }$



obt m-se o resultado:

$ \Delta p = R_h J_V $

(ID 3179)

O fluxo de volume ($J_V$) pode ser calculado a partir de la condutância hidráulica ($G_h$) e la diferença de pressão ($\Delta p$) usando a seguinte equa o:

$ J_V = G_h \Delta p $



Al m disso, usando a rela o para la resistência hidráulica ($R_h$):

$ R_h = \displaystyle\frac{1}{ G_h }$



obt m-se o resultado:

$ \Delta p = R_h J_V $

(ID 3179)

La condutância hidráulica total paralela ($G_{pt}$) juntamente com la condutância hidráulica em uma rede ($G_{hk}$) em

$ G_{pt} =\displaystyle\sum_k G_{hk} $



e, com la résistance hydraulique dans un réseau ($R_{hk}$) e a equa o

$ R_{hk} = \displaystyle\frac{1}{ G_{hk} }$



leva a la resistência hidráulica total em paralelo ($R_{pt}$) via

$\displaystyle\frac{1}{ R_{pt} }=\sum_k\displaystyle\frac{1}{ R_{hk} }$

(ID 3181)

Uma vez que la resistência hidráulica ($R_h$) igual a la condutância hidráulica ($G_h$) conforme a seguinte equa o:

$ R_h = \displaystyle\frac{1}{ G_h }$



e uma vez que la condutância hidráulica ($G_h$) expresso em termos de la viscosidade ($\eta$), o raio do tubo ($R$) e o comprimento do tubo ($\Delta L$) da seguinte forma:

$ G_{hk} =\displaystyle\frac{ \pi R_k ^4}{8 \eta | \Delta L_k | }$



podemos concluir que:

$ R_h =\displaystyle\frac{8 \eta | \Delta L | }{ \pi R ^4}$

(ID 3629)

Com o fluxo total ($J_{Vt}$) sendo igual a o fluxo de volume em uma rede ($J_{Vk}$):

$ J_{Vt} =\displaystyle\sum_k J_{Vk} $



e com la diferença de pressão ($\Delta p$) e la condutância hidráulica em uma rede ($G_{hk}$), juntamente com a equa o

$ J_{Vk} = G_{hk} \Delta p $



para cada elemento, chegamos conclus o de que, com la condutância hidráulica total paralela ($G_{pt}$),

$J_{Vt}=\displaystyle\sum_k J_{Vk} = \displaystyle\sum_k G_{hk}\Delta p = G_{pt}\Delta p$



temos

$ G_{pt} =\displaystyle\sum_k G_{hk} $

.

(ID 3634)

Se observarmos a lei de Hagen-Poiseuille, que nos permite calcular o fluxo de volume ($J_V$) a partir de o raio do tubo ($R$), la viscosidade ($\eta$), o comprimento do tubo ($\Delta L$) e la diferença de pressão ($\Delta p$):

$ J_V =-\displaystyle\frac{ \pi R ^4}{8 \eta }\displaystyle\frac{ \Delta p }{ \Delta L }$



podemos introduzir la condutância hidráulica ($G_h$), definido em termos de o comprimento do tubo ($\Delta L$), o raio do tubo ($R$) e la viscosidade ($\eta$), da seguinte forma:

$ G_{hk} =\displaystyle\frac{ \pi R_k ^4}{8 \eta | \Delta L_k | }$



para obter:

$ J_V = G_h \Delta p $

(ID 14471)

Se observarmos a lei de Hagen-Poiseuille, que nos permite calcular o fluxo de volume ($J_V$) a partir de o raio do tubo ($R$), la viscosidade ($\eta$), o comprimento do tubo ($\Delta L$) e la diferença de pressão ($\Delta p$):

$ J_V =-\displaystyle\frac{ \pi R ^4}{8 \eta }\displaystyle\frac{ \Delta p }{ \Delta L }$



podemos introduzir la condutância hidráulica ($G_h$), definido em termos de o comprimento do tubo ($\Delta L$), o raio do tubo ($R$) e la viscosidade ($\eta$), da seguinte forma:

$ G_{hk} =\displaystyle\frac{ \pi R_k ^4}{8 \eta | \Delta L_k | }$



para obter:

$ J_V = G_h \Delta p $

(ID 14471)


Exemplos


(ID 15726)

Uma forma eficiente de modelar um tubo com se es transversais vari veis dividi-lo em se es com raios constantes e, em seguida, somar as resist ncias hidr ulicas em s rie. Suponhamos que temos uma s rie de elementos la résistance hydraulique dans un réseau ($R_{hk}$), cuja resist ncia depende de la viscosidade ($\eta$), o raio do cilindro k ($R_k$) e o comprimento do tubo k ($\Delta L_k$), de acordo com a seguinte equa o:

$ R_{hk} =\displaystyle\frac{8 \eta | \Delta L_k | }{ \pi R_k ^4}$



Em cada elemento, consideramos uma diferença de pressão em uma rede ($\Delta p_k$) juntamente com la résistance hydraulique dans un réseau ($R_{hk}$) e a taxa de fluxo volum trico o fluxo de volume ($J_V$), aplicando a lei de Darcy:

$ \Delta p = R_h J_V $



A resist ncia total do sistema, o fluxo de volume total ($J_{Vt}$), ser a soma das resist ncias hidr ulicas individuais ERROR:10133,0 de cada se o:

$ J_{Vt} =\displaystyle\sum_k J_{Vk} $



Portanto, temos:

$J_{Vt}=\displaystyle\sum_k \Delta J_{Vk}=\displaystyle\sum_k \displaystyle\frac{\Delta p_k}{R_{hk}}=\left(\displaystyle\sum_k \displaystyle\frac{1}{R_{hk}}\right)\Delta p\equiv \displaystyle\frac{1}{R_{pt}}J_V$



Assim, o sistema pode ser modelado como um nico conduto com uma resist ncia hidr ulica total calculada pela soma das componentes individuais:

$\displaystyle\frac{1}{ R_{pt} }=\sum_k\displaystyle\frac{1}{ R_{hk} }$

(ID 11068)

No caso de uma soma em que os elementos est o conectados em s rie, a condut ncia hidr ulica total do sistema calculada somando as condut ncias hidr ulicas individuais de cada elemento.



la resistência hidráulica total em paralelo ($R_{pt}$), juntamente com la résistance hydraulique dans un réseau ($R_{hk}$), em

$\displaystyle\frac{1}{ R_{pt} }=\sum_k\displaystyle\frac{1}{ R_{hk} }$



e juntamente com la condutância hidráulica em uma rede ($G_{hk}$) e a equa o

$ R_{hk} = \displaystyle\frac{1}{ G_{hk} }$



leva ao fato de que la condutância hidráulica total paralela ($G_{pt}$) pode ser calculado com

$ G_{pt} =\displaystyle\sum_k G_{hk} $

(ID 15946)

Primeiramente, calculam-se os valores de la résistance hydraulique dans un réseau ($R_{hk}$) utilizando as vari veis la viscosidade ($\eta$), o raio do cilindro k ($R_k$) e o comprimento do tubo k ($\Delta L_k$) atrav s da seguinte equa o:

$ R_{hk} =\displaystyle\frac{8 \eta | \Delta L_k | }{ \pi R_k ^4}$



Esses valores s o ent o somados para obter la resistência hidráulica total em série ($R_{st}$):

$\displaystyle\frac{1}{ R_{pt} }=\sum_k\displaystyle\frac{1}{ R_{hk} }$



Com esse resultado, poss vel calcular ERROR:6673 para la resistência hidráulica total em paralelo ($R_{pt}$) usando:

$ \Delta p = R_h J_V $



Uma vez determinado ERROR:6673, o fluxo de volume em uma rede ($J_{Vk}$) calculado por meio de:

$ \Delta p = R_h J_V $



Para o caso de tr s resist ncias, os c lculos podem ser visualizados no seguinte gr fico:

(ID 11070)


(ID 15731)

Com a introdu o de la condutância hidráulica ($G_h$), podemos reescrever a equa o de Hagen-Poiseuille com la diferença de pressão ($\Delta p$) e o fluxo de volume ($J_V$) usando a seguinte equa o:

$ J_V = G_h \Delta p $

(ID 14471)

Com a introdu o de la condutância hidráulica ($G_h$), podemos reescrever a equa o de Hagen-Poiseuille com la diferença de pressão ($\Delta p$) e o fluxo de volume ($J_V$) usando a seguinte equa o:

$ J_V = G_h \Delta p $

(ID 14471)

Com o raio do tubo ($R$), la viscosidade ($\eta$) e o comprimento do tubo ($\Delta L$) temos que uma condutância hidráulica ($G_h$) :

$ G_h =\displaystyle\frac{ \pi R ^4}{8 \eta | \Delta L | }$

(ID 15102)

A soma das camadas de solo em paralelo, representada por o fluxo total ($J_{Vt}$), igual soma de o fluxo de volume em uma rede ($J_{Vk}$):

$ J_{Vt} =\displaystyle\sum_k J_{Vk} $

.

(ID 4376)

La condutância hidráulica total paralela ($G_{pt}$) calculado com a soma de la condutância hidráulica em uma rede ($G_{hk}$):

$ G_{pt} =\displaystyle\sum_k G_{hk} $

(ID 3634)

No contexto da resist ncia el trica, existe o seu inverso, conhecido como a condut ncia el trica. Da mesma forma, o que seria la condutância hidráulica ($G_h$) pode ser definido em termos de la resistência hidráulica ($R_h$) atrav s da express o:

$ R_h = \displaystyle\frac{1}{ G_h }$

(ID 15092)

No contexto da resist ncia el trica, existe o seu inverso, conhecido como a condut ncia el trica. Da mesma forma, o que seria la condutância hidráulica ($G_h$) pode ser definido em termos de la resistência hidráulica ($R_h$) atrav s da express o:

$ R_h = \displaystyle\frac{1}{ G_h }$

(ID 15092)

Como la resistência hidráulica ($R_h$) igual ao inverso de la condutância hidráulica ($G_h$), ele pode ser calculado a partir da express o deste ltimo. Dessa forma, podemos identificar par metros relacionados geometria (o comprimento do tubo ($\Delta L$) e o raio do tubo ($R$)) e ao tipo de l quido (la viscosidade ($\eta$)), que podem ser denominados coletivamente como uma resistência hidráulica ($R_h$):

$ R_h =\displaystyle\frac{8 \eta | \Delta L | }{ \pi R ^4}$

(ID 3629)

La resistência hidráulica total em paralelo ($R_{pt}$) pode ser calculado como o inverso da soma de la résistance hydraulique dans un réseau ($R_{hk}$):

$\displaystyle\frac{1}{ R_{pt} }=\sum_k\displaystyle\frac{1}{ R_{hk} }$

(ID 3181)

Darcy reescreve a equa o de Hagen Poiseuille de modo que la diferença de pressão ($\Delta p$) seja igual a la resistência hidráulica ($R_h$) vezes o fluxo de volume ($J_V$):

$ \Delta p = R_h J_V $

(ID 3179)

Darcy reescreve a equa o de Hagen Poiseuille de modo que la diferença de pressão ($\Delta p$) seja igual a la resistência hidráulica ($R_h$) vezes o fluxo de volume ($J_V$):

$ \Delta p = R_h J_V $

(ID 3179)


ID:(1467, 0)