Perdas de Carga Continua e Localizada em Tubulações

                       [pic 1][pic 2]

UNIVERSIDADE DA INTEGRAÇÃO INTERNACIONAL DA LUSOFONIA AFRO-BRASILEIRA

CENTRO DE TECNOLOGIAS E DESENVOLVIMENTO SUTENTÁVEL

ENGENHARIA DE ENERGIAS

LABORATÓRIO DE HIDRÁULICA

FRANCISCO ALDEMARIO MORAIS DA SILVA

PEDRO HENRIQUE DE LIMA GOMES

PERDAS DE CARGA CONTÍNUA E LOCALIZADA EM TUBULAÇÕES

14 DE OUTUBRO DE 2014

ACARAPE – CE – BRASIL

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FRANCISCO ALDEMARIO MORAIS DA SILVA

PEDRO HENRIQUE DE LIMA GOMES

PERDAS DE CARGA CONTÍNUA E LOCALIZADA EM TUBULAÇÕES

Relatório referente a disciplina de laboratório de hidráulica do curso de Engenharia de Energias da Universidade da Integração Internacional da Lusofonia Afro-Brasileira.

Orientador: Dr. Professor George Leite Mamede

14 DE OUTUBRO DE 2014

ACARAPE – CE – BRASIL

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Sumário

1

CONSIDERAÇÕES GERAIS        

1.1        Introdução        

1.2        Objetivo        3

2 METODOLOGIA        4

2.1      Materiais utilizados na prática        

2.2      Procedimento        

3 RESULTADOS E DISCUSSÕES        6

4 CONCLUSÕES        8

REFERÊNCIAS        .9

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1. INTRODUÇÃO

Uma das principais questões envolvidas no estudo das tubulações é a perda de carga. Sempre que um fluido se desloca no interior de uma tubulação ocorre o atrito deste fluido com as paredes internas desta tubulação, além de uma turbulência no fluido. Esses fenômenos fazem com que a pressão existente no interior da tubulação vá diminuindo gradativamente com o deslocamento do fluido. A essa diminuição de pressão dá-se o nome de perda de carga (GERNER,[?]).

Na prática as canalizações não são construídas unicamente por tubos retilíneos e de mesmo diâmetro. Comumente, incluem ainda peças especiais e conexões que, pela forma e disposição, elevam a turbulência, provocam atritos e causam o choque das partículas, dando origem a perdas de carga. Além disso, apresentam-se nas canalizações outras singularidades, tais como, válvulas, registros, medidores, etc., também responsáveis por perdas dessa natureza (NETTO,1998). Assim, ao contabilizarem-se as perdas de carga, deve-se levar em conta:

1. Perda por resistência do conduto ou perda de carga contínua, ocasionada pela própria motivação da água no conduto e;
2. Perda de carga locais, localizadas, ou acidentais, garada pelas peças especiais e outras singularidades de uma instalação.

E durante anos a determinação das perdas de cargas foi um dos problemas mais investigados e discutidos da área, e devido ao seu dificil estudo analítico buscaram-se soluções experimentais. Assim, por meio das investigações, com tubos de seção circular, de Darcy e outros pesquisadores foi possivel determinar os fatores de influência a resistência ao escoamento da água, permitindo o desenvolvimento de expressões matemáticas para a qualificação da perda de carga. O produto principal dessas investigações ficou conhecido como Fórmula de Darcy-Weisbach ou Fórmula universal(NETTO,1998).

O escoamento dos fluidos por dentro de uma tubulação sofre perdas de energia devido ao atrito, quanto maior o atrito entre o fluido e a tubulação maior vai ser a perda de energia. As partículas do fluido em contato com as paredes da tubulação adquirem velocidades praticamente nulas e passam a influir nas partículas vizinhas através da viscosidade e da turbulência dissipando assim energia. A dissipação de energia provoca uma diminuição da pressão ao longo da tubulação, essa diminuição de pressão dar-se o nome de perda de carga, que pode ser distribuída ao longo da tubulação ou localizada, neste caso a perda de carga é causada pelos acessórios (peças) presentes na tubulação.

Sempre que um fluido se desloca no interior de uma tubulação ocorre atrito deste fluido com as paredes internas desta tubulação, ocorre também uma turbulência do fluido com ele mesmo, este fenômeno faz com que a pressão que existe no interior da tubulação vá diminuindo gradativamente à medida com que o fluido se desloque, esta diminuição da pressão é conhecida como “Perda de Carga”. (GERNE, 2010)

A perda de carga total é considerada como a soma das perdas. As perdas de carga se classificam em perdas distribuídas e localizadas. A perda de carga distribuída se deve aos efeitos do atrito no escoamento completamente desenvolvido em tubos de seção constante. Já a perda de carga localizada se deve ao fato dos vários acessórios que uma tubulação deve conter como: válvulas, registros, luvas, curvas, etc. No escoamento turbulento não podemos avaliar a queda de pressão analiticamente, devemos recorrer a dados experimentais e utilizar a análise dimensional para correlacioná-los. No escoamento turbulento completamente desenvolvido, a queda de pressão, ∆P, devida ao atrito, num tubo horizontal de área constante, depende do diâmetro do tubo, D, do seu comprimento, L, da sua rugosidade, e, da velocidade média do escoamento,V, da densidade, ρ, e da viscosidade, µ, do fluido. Com isso tem-se a equação de Darcy-Weisback para se calcular o fator de atrito de uma tubulação de seção constante:                          [pic 3]

Como dito anteriormente, o escoamento num sistema de tubos pode necessitar passar por uma diversidade de acessórios, curvas ou mudanças súbitas de área. Perdas descarga adicionais são encontradas, sobretudo, como resultado da separação do escoamento. A energia é eventualmente dissipada pela mistura violenta nas zonas separadas. Essas perdas serão menores e denominadas perdas localizadas se o sistema consistir em longos trechos de seção constante. As perdas de carga localizadas podem ser expressas como: