Perda de Carga em Tubulações: Variáveis Hidráulicas e Fatores Influentes

27032018 Unidade WEB AULA 3 O que é Perda de Carga Perda de carga pode ser definida como sendo a perda de energia que 0 fluido sofre durante o escoamento em uma tubulagao E 0 atrito entre o fluido no nosso caso a agua e a tubulagao quando o fluido esta em movimento E a resisténcia ao escoamento devido ao atrito entre o fluido e a tubulagao mas que pode ser maior ou menor devido a outros fatores tais como 0 tipo de fluido viscosidade do fluido ao tipo de material do tubo um tubo com paredes rugosas causa maior turbuléncia o diametro do tubo e a quantidade de conex6es registros etc existentes no trecho analisado Diversos engenheiros e cientistas da Hidraulica ja estudaram as perdas de carga e portanto existem varias expressdes que as definem Mas qualquer que seja o autor e a expressao podemos determinar quais sao as variaveis hidraulicas 412 Variaveis hidraulicas Comprimento da tubulagao Quanto maior o comprimento da tubulagao maior a perda de carga O comprimento é diretamente proporcional a perda de carga O comprimento é identificado pela letra do inglés ength comprimento iN i i NS o lenght compaiments Il Diametro da tubulagao d Quanto maior o diametro menor a perda de carga O diametro é inversamente proporcional a perda de carga iN a i 1 l a i a i Nf i 4 diametre da tubulagas httpswwwsuzukiarqbrunidadewebaula3aula3htm 15 27032018 Unidade WEB Ill Velocidade v Quanto maior a velocidade do fluido maior a perda de carga Screens mae a IV Outras variaveis fator f a Rugosidade A rugosidade depende do material do tubo Existem tabelas onde encontramos esses valores em fungao da natureza do material do tubo b Tempo de uso O tempo de uso ou seja a idade do tubo também é uma variavel a ser considerada devido principalmente ao tipo de material que for utilizado ferro fundido ago galvanizado aco soldado com revestimento etc O envelhecimento de um tubo provoca incrustagdes ou corrosdes que poderao alterar desde o fator de rugosidade ou até o diametro interno do tubo re s a es I ey AR 5 yes Me oI i ei ze eit te 5 rt Ma oy a A se bry i Oa ye an af Mes httpswwwsuzukiarqbrunidadewebaula3aula3htm 25 27032018 Unidade WEB c Viscosidade do fluido A viscosidade ou seja o atrito intermolecular do fluido também influencia a perda de carga em um sistema Liquidos com viscosidades diferentes vao possuir perdas de cargas distintas ao passar dentro de uma mesma tubulagao 413 Expressoes da Perda de Carga J Método Racional ou Moderno Em fungao das variaveis hidraulicas apresentadas e utilizando o chamado método moderno ou racional Darcy e Weisbach chegaram a expressao geral da perda de carga valida para qualquer liquido lv J f d29 onde J Perda de Carga comprimento d diametro f fator viscosidade rugosidade idade do tubo etc Il Método Empirico Esse método consiste em aplicar uma formula empirica criada para agua em uma tubulagao feita com determinado material Dentre as varias formulas criadas com esse método vamos adotar a formula de FairWhippleHsiao FWH pois é a que melhor se adapta aos nossos projetos tubulagdes em PVC de até 100 mm de diametro LS 475 J6869x10 xQ xd httpswwwsuzukiarqbrunidadewebaula3aula3htm 35 27032018 Unidade WEB Entretanto o calculo de perda de Carga J nao sera feito através da formula e sim através da leitura direta do abaco de FairWhippleHsiao onde se conhecermos os valores de duas grandezas encontraremos os valores das outras duas Reparem que a formula de FairWhippleHsiao leva em consideragao o valor da Vazao Q que deve ser calculada 414 Tipos de Perda de Carga As perdas de carga podem ser de dois tipos Normais As perdas de cargas normais ocorrem ao longo de um trecho de tubulagao retilineo com diametro constante Se houver mudanga de diametro mudase o valor da perda de carga Il Acidentais ou localizadas As perdas de carga acidentais ou localizadas sao as perdas que ocorrem nas conex6es curvas derivagdes valvulas registros de gaveta registros de pressao vavulas de descarga e nas saidas de reservatorios Essas peas causam turbuléncia alteram a velocidade da agua aumentam 0 atrito e provocam choques das particulas liquidas cam a O método que sera utilizado para calcular as perdas de carga localizadas o método dos comprimentos equivalentes ou virtuais Em uma tabela ja existem todas as conexGes e valvulas nos mais diversos diametros e a comparacgao com a perda de carga normal em uma tubulagao de mesmos diametros Por exemplo A perde de carga existente em um registro de gaveta aberto de 20 mm equivale a perda de carga existente em httpswwwsuzukiarqbrunidadewebaula3aula3htm 45 27032018 Unidade WEB um tubo de PVC de 20 mm mesmo diametro com 020 m de comprimento A perda de carga de um perda dé carga dé umn tube dé 020 m CQUVOIS greet Qa Portanto podemos definir que A perda de carga total hf 6 a soma das perdas normais e das perdas de cargas acidentais ou localizadas httpswwwsuzukiarqbrunidadewebaula3aula3htm 55