Perda De Carga Em Condutos Forçados

1. ASSUNTO

Perda de carga localizada em condutos forçados.

2. OBJETIVOS

Obtenção do comprimento equivalente da tubulação que caracteriza a perda de carga em um registro de gaveta aberto.

3. FUNDAMENTAÇAO TEORICA

As instalações de transporte, condutos forçados, de qualquer porte são constituídas por tubulações montadas em seqüência de eixo retilíneo, unidas por acessórios de natureza diversa, como válvulas, curvas, derivações, registros ou conexões de qualquer tipo e, eventualmente uma maquina hidráulica como bomba ou turbina.

A presença de cada um destes acessórios, necessários para a operação do sistema, concorre para que haja alteração de modulo ou direção da velocidade media, e conseqüentemente de pressão, localmente. Isto se reflete em um acréscimo de turbulência que produz perdas de carga que devem ser agregadas das as perdas distribuídas, devido ao atrito, ao longo dos trechos retilíneos das tubulações. Tais perdas recebem o nome de perdas de carga localizadas.(Rodrigo M. Porto)

Não conseguimos, definir uma equação para caracterizar a perda de carga em cada acessório mas experimentalmente, encontramos uma constante que multiplica uma equação geral. Para facilitar os cálculos por convenção, utiliza de comprimentos equivalentes, seria a perda de carga ocorrida nos locais específicos, substituída por comprimentos de tubos retilíneos de mesmo diâmetro, com a mesma vazão, que possuam a mesma perda de carga em seu final.

4. MONTAGEM

Alojou-se o motor bomba no reservatório de 2000 litros. Verificar se os registros de gaveta estão fechados e aí então ligar a bomba. Conectou-se duas mangueiras ao tubo liso de PVC diâmetro de 1 ½‘’ em pontos espaçados de L = 2,25m, primeiro ponto antes do registro e segundo depois do registro. Essas mangueiras conectadas ao tubo liso foram ligadas ao painel de manômetros, assim como no diafragma, onde foi feita a mesma ligação por mangueiras. Abriu-se totalmente o registro de gaveta do tubo liso, de suma importância a checagem das mangueiras para que não haja bolhas de ar, pois influenciam significativamente nas leituras dos manômetros, para então começar a coleta de medidas. Em seguida, fez-se as medidas com o registro de gaveta semi-aberto.

5. METODOLOGIA

Primeiramente, mediu-se a temperatura da água antes de começar o experimento. Fez-se as ligações por mangueiras do diafragma ao painel de manômetros, como mostra a figura abaixo:

Figura 2: Esquema da montagem para medição de vazão no diafragma.

Fonte: Apostila de Laboratório de Hidráulica I.

Com o esquema montado e as medidas de HD obtidas, foi possível encontrar a vazão que passava pelo diafragma.

Com a vazão encontrada, mediu-se o ΔH1-2 e calculou-se a perda de carga total entre os pontos 1 e 2, indicados na figura abaixo:

Figura 3: Esquema da montagem para medição da perda de carga no tubo de PVC ϕ = 1 ½ ‘’.

Fonte: Apostila de Laboratório de Hidráulica I.

Após realizados estes passos para o registro gaveta aberto, fechou-se parcialmente e repetiu-se a coleta de dados.

6. RESULTADOS

T = 20,3ºC L=2,25m

Dados obtidos:

água = 998,47Kgf/m³

Hg = 13526,56 Kgf/m³

Utilizando Cd=0,74 encontrado em experimentos anteriores

Equações utilizadas

Perda de carga total

Vazão

Perda de carga localizada

Perdade de carga unitária

Fator de atrito

Constante K, registro

Comprimento equivalente

Através destas formulas encontramos os resultados e representamos na tabela1 e tabela2.

Exemplificando os cálculos realizados, para completar a linha (medida1), na tabela1.

Calculou-se a vazão, utilizando HD e diâmetro de 2”.

Com o ΔH1-2, foi possível calcular a perda de carga total.

A perda de carga localizada foi encontrada diminuindo a total da distribuída, encontrada no experimento 4.