Perda De Carga

Introdução

Na engenharia trabalhamos com energia dos fluidos por unidade de peso, a qual denominamos “carga”;

Sabe-se que no escoamento de fluidos reais, parte de sua energia dissipa-se em forma de calor e nos turbilhões que se formam na corrente fluida;

Essa energia é dissipada para o fluido vencer a resistência causada pela sua viscosidade e a resistência provocada pelo contato do fluido com a parede interna do conduto, e também para vencer as resistências causadas por peças de adaptação ou conexões (curvas, válvulas, ....).

Perda de Carga

Chama-se esta energia dissipada pelo fluido de PERDA DE CARGA (hp), que tem dimensão linear, e representa a energia perdida pelo líquido por unidade de peso, entre dois pontos do escoamento.

A perda de carga é uma função complexa de diversos elementos tais como:

Rugosidade do conduto;

Viscosidade e densidade do líquido;

Velocidade de escoamento;

Grau de turbulência do movimento;

Comprimento percorrido.

Com o objetivo de possibilitar a obtenção de expressões matemáticas que permitam prever as perdas de carga nos condutos, elas são classificadas em:

Contínuas ou distribuídas

Localizadas

Perda de Carga Distribuída

Ocorrem em trechos retilíneos dos condutos;

A pressão total imposta pela parede dos dutos diminui gradativamente ao longo do comprimento;

Permanece constante a geometria de suas áreas molhadas;

Essa perda é considerável se tivermos trechos relativamente compridos dos dutos.

Perda de Carga Localizada

Ocorrem em trechos singulares dos condutos tais como: junções, derivações, curvas, válvulas, entradas, saídas, etc;

As diversas peças necessárias para a montagem da tubulação e para o controle do fluxo do escoamento, provocam uma variação brusca da velocidade (em módulo ou direção), intensificando a perda de energia;

Equação de Bernoulli para fluidos reais

Para fluidos reais tem-se:

Quando a equação de Bernoulli é aplicada a dois pontos de um conduto com velocidade constante e mesma cota, tem-se a perda de carga dada por:

Fórmula universal da Perda de Carga distribuída

A fórmula de Darcy-Weissbach, permite calcular a perda de carga ao longo de um determinado comprimento do condutor, quando é conhecido o parâmetro f, denominado “coeficiente de atrito

Fórmula universal da Perda de Carga distribuída

Darcy-Weissbach:

O coeficiente de atrito, pode ser determinado utilizando-se o diagrama de Moody, partindo-se da relação entre:

Rugosidade e Diâmetro do tubo (ε/D)

Número de Reynolds (Re)

O número de Reynolds é um parâmetro adimensional que relaciona forças viscosas com as forças de inércia, e é dado por:

Fórmula universal da Perda de Carga distribuída

Para a região de números de Reynolds inferiores a 2000 (regime laminar) o comportamento do fator de atrito pode ser obtido analiticamente por intermédio da equação de Hagen-Poiseuille conduzindo à função:

f = 64/Re

Cálculo das Perdas de Carga localizadas

As