Perdas de cargas em condutos forçados

[pic 1]

FUNDAÇÃO EDSON QUEIROZ

UNIVERSIDADE DE FORTALEZA

CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS

CURSO: ENGENHARIA CIVIL

DISCIPLINA: HIDRÁULICA 35EF/ TARDE

RELATÓRIO DA 2ª AULA PRÁTICA

PERDAS DE CARGAS EM CONDUTOS FORÇADOS

DIEGO VELOSO DA SILVA – 1410473/9

FORTALEZA, CE

NOVEMBRO, 2015

DIEGO VELOSO DA SILVA – 1410473

PERDAS DE CARGAS EM CONDUTOS FORÇADOS

Relatório apresentado como requisito de avaliação parcial na disciplina de Hidráulica à Professora Nise Sanford Fraga.

FORTALEZA, CE

NOVEMBRO, 2015

1. INTRODUÇÃO

A prática tem como objetivo medir perdas de cargas distribuída e localizada em tubulações utilizando o diferencial de pressão e medição volumétrica de vazão.

Encontrar o coeficiente de atrito, o coeficiente de Hazen-Williams e o coeficiente de Manning.

2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

Condutos forçados ou condutos sob pressão são tubulações onde o fluído escoa a plena seção e sob pressão. Ao escoar por um conduto forçado, o fluido é submetido a variações de pressão, decorrentes de variação na elevação da tubulação, da velocidade de escoamento ou ainda do atrito do fluido com a face interna da parede do conduto.

        Assim, tem-se as perdas de cargas, que podem ser distribuídas (devido ao atrito do fluido com as paredes do conduto, ao longo de toda a sua extensão, com área transversal constante) ou localizada (devido a singularidades, tais como ampliações, reduções, curvas, válvulas com área transversal não constante).

        Para o cálculo da perda de carga distribuída tem-se:

        A equação de Darcy-Weisbach:

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        O qual serve para escoamentos laminar, determinados pelo número de Reynolds.

        A equação de Hazen-Williams:

[pic 3]

        O qual pode-se usar para velocidades menores que 3m/s e diâmetros de 50 a 300mm. O coeficiente de Hazen-Williams irá depender do material da tubulação.

        A equação de Manning:

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        Além dessas equações, existe mais uma que é a de Flamant para calcular a perda de carga distribuída.

        Para perda de carga localizada, tem-se a equação geral:

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Desse modo, para a prática realizada utilizaremos as equações de Darcy, Hazen-Williams e Manning.

3. MATERIAL UTILIZADO

• Reservatório
• Água
• Cronômetros
• Trena
• Manômetros
• Tubulação Lisa e Rugosa

4. METODOLOGIA        

O primeiro passo foi ir ao tanque, onde foi medido o tempo em que a água enche o reservatório até chegar a um volume de 3m3, determinando com esse dado a vazão.

        Posteriormente, liam-se os manômetros para saber a diferença de pressões, nas tubulações lisa e rugosa. Depois, com o auxílio de uma trena, mediu-se as distâncias entre as mangueiras dos manômetros. Com o auxílio da trena, mediu-se os diâmetros da tubulação rugosa e da tubulação lisa.

Com o escoamento plenamente desenvolvido, mediu-se a queda de pressão e a vazão nas tubulações lisa e rugosa. O calculo da vazão é feita através da medição do tempo de enchimento do reservatório de água embutido na bancada alimentadora. Com estes dados computou-se o fator de atrito para ambas as tubulações.

Como o escoamento plenamente desenvolvido, mediu-se a queda de pressão a montante e a jusante da singularidade e a vazão, da mesma forma que acima. Com estes dados computa-se comprimento equivalente para a peça.

5. DADOS COLETADOS E RESULTADOS OBTIDOS

TUBULAÇÃO	LISA	RUGOSA
N1 - N2	25x10-3 m	164x10-3 m
ΔP	2,5x10-6	1,64x10-5
Hf	25x10-3	164x10-3
L	97,8 cm	97,8 cm
J = Hf/L	25,56x10-3	167,69x10-3
tmédio	55,58 s	55,58 s
V	6L = 6x10-3 m³	6L = 6x10-3 m³
Q = V/tmédio	1,08x10-4 m³/s	1,08x10-4 m³/s
D	1,5 cm	1,3 cm
A = π d²/4
v = Q/A	0,611 m/s	0,814 m/s
Rh = πr²/2πr	3,75x10-3	3,25x10-3
S = Hf/L	25,56x10-3	167,69x10-3
f = Hf.D .2g/L.V²	f = 0,021	f = 0,067
C1,85 = 10,643.Q1,85/J.D4,87	C = 178,20	C = 93,91
ɳ = A.Rh2/3.So1/2/Q	ɳ = 6,29x10-3 m-1/3/s	ɳ = 0,011 m-1/3/s