Perda de Carga Localizada em Sistemas Hidráulicos

ProfessorLeonidas Pena de Alencar Eng Agrícola e Ambiental MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DA GRANDE DOURADOS HIDRÁULICA PERDA DE CARGA LOCALIZADA PERDA DE CARGA LOCALIZADA OU ACIDENTAL hfLOC A perda de carga hf é diferenciada nos encanamentos sendo classificada como principal ou distribuída aula passada localizada também chamada perda de carga acidental ocorre em pontos diferenciados da canalização nas chamadas singularidades como por exemplo ampliações curvas uniões medidores válvulas etc sendo mais importantes quantitativamente em instalações com grande número de acessórios instalações prediais estações de bombeamento etc DETERMINAÇÃO DA PERDA DE CARGA LOCALIZADA Existe perda de carga localizada toda vez que houver variação da forma direção ou da seção de escoamento do conduto DETERMINAÇÃO DA PERDA DE CARGA LOCALIZADA Há perda de carga localizada hfloc quando ocorre Mudança no módulo eou na direção da velocidade Ocorre em peças especiais curvas válvulas registros bocais Pequeno número de peças especiais PERDA DE CARGA ACIDENTAL OU LOCALIZADA Perda de carga na entrada de uma canalização Perda de carga na saída de uma canalização LINHA DE ENERGIA COM A PRESENÇA DE PEÇAS ESPECIAIS DETERMINAÇÃO DA PERDA DE CARGA ACIDENTAL OU LOCALIZADA a Expressão Geral Para os casos em que houver mais de uma peça especial a perda de carga total será a soma das perdas de carga localizada em todos acessórios ℎ𝑓 𝑘 𝑣2 2𝑔 ℎ𝑓𝐿𝑂𝐶 𝑘 𝑣2 2𝑔 PERDA DE CARGA ACIDENTAL OU LOCALIZADA DETERMINAÇÃO DA PERDA DE CARGA ACIDENTAL OU LOCALIZADA Valores aproximados de K perda localizada Peça especial K Peça especial K Ampliação gradual 030 Junção 040 Bocais 275 Medidor venturi 250 Comporta aberta 100 Redução gradual 015 Controlador de vazão 250 Registro de ângulo aberto 500 Cotovelo de 90º 090 Registro de gaveta aberto 020 Cotovelo de 45º 040 Registro de globo aberto 1000 Crivo 075 Saída de canalização 100 Curva de 90º 040 Tê passagem direta 060 Curva de 45º 020 Tê saída de lado 130 Curva de 22 ½º 010 Tê saída bilateral 180 Entrada normal 050 Válvula de pé 175 Entrada de borda 100 Válvula de retenção 250 Pequena derivação 003 Velocidade 100 com base na velocidade maior seção menor relativa à velocidade na canalização PERDA DE CARGA ACIDENTAL OU LOCALIZADA DETERMINAÇÃO DA PERDA DE CARGA ACIDENTAL OU LOCALIZADA Valores aproximados de K AMANCO PERDA DE CARGA ACIDENTAL OU LOCALIZADA b Método dos Comprimentos Virtuais ou Equivalentes É definido como um comprimento de tubulação Leq que causa a mesma perda de carga que o acessório Os comprimentos equivalentes dos acessórios presentes na tubulação são adicionados ao comprimento físico da tubulação L fornecendo um comprimento chamado virtual Lvirtual DETERMINAÇÃO DA PERDA DE CARGA ACIDENTAL OU LOCALIZADA Lvirtual Lreal Leq 439 A perda de carga total ao longo da tubulação é calculada pelos métodos usuais de cálculo da perda de carga contínua considerando o COMPRIMENTO VIRTUAL da tubulação PERDA DE CARGA ACIDENTAL OU LOCALIZADA b Método dos Comprimentos Virtuais ou Equivalentes É definido como um comprimento de tubulação Lf que causa a mesma perda de carga que o acessório Os comprimentos equivalentes dos acessórios presentes na tubulação são adicionados ao comprimento físico da tubulação L fornecendo um comprimento equivalente Leq ou chamado virtual Lv DETERMINAÇÃO DA PERDA DE CARGA ACIDENTAL OU LOCALIZADA Leq L Lf PERDA DE CARGA ACIDENTAL OU LOCALIZADA DETERMINAÇÃO DA PERDA DE CARGA ACIDENTAL OU LOCALIZADA TABELA TIGRE PERDA DE CARGA LOCALIZADA 1 Calcular a perda de carga total em um trecho de uma canalização de PVC C 150 que conduz 20 Ls numa extensão de 1200 m O diâmetro da canalização é de 150 mm e ao longo do trecho temse as seguintes peças especiais 2 Curvas de 90º 3 Cotovelos de 90º 2 Curvas de 45º 2 Curvas de 30º 2 Válvulas de retenção 2 Válvulas de gaveta 1 Medidor Venturi DETERMINAÇÃO DA PERDA DE CARGA ACIDENTAL OU LOCALIZADA PERDA DE CARGA LOCALIZADA a Expressão Geral K 114 Tipo de peça Nº de peças n K n K Curva de 90º 2 04 08 Cotovelo de 90º 3 09 27 Curva de 45º 2 02 04 Curva de 30º 2 02 04 Válvula de retenção 2 25 50 Válvula de gaveta 2 02 04 Medidor Venturi 1 25 25 DETERMINAÇÃO DA PERDA DE CARGA ACIDENTAL OU LOCALIZADA PERDA DE CARGA ACIDENTAL OU LOCALIZADA DETERMINAÇÃO DA PERDA DE CARGA ACIDENTAL OU LOCALIZADA Valores aproximados de K perda localizada Peça especial K Peça especial K Ampliação gradual 030 Junção 040 Bocais 275 Medidor venturi 250 Comporta aberta 100 Redução gradual 015 Controlador de vazão 250 Registro de ângulo aberto 500 Cotovelo de 90º 090 Registro de gaveta aberto 020 Cotovelo de 45º 040 Registro de globo aberto 1000 Crivo 075 Saída de canalização 100 Curva de 90º 040 Tê passagem direta 060 Curva de 45º 020 Tê saída de lado 130 Curva de 22 ½º 010 Tê saída bilateral 180 Entrada normal 050 Válvula de pé 175 Entrada de borda 100 Válvula de retenção 250 Pequena derivação 003 Velocidade 100 2 Curvas de 90º 3 Cotovelos de 90º 2 Curvas de 45º 2 Curvas de 30º 2 Válvulas de retenção 2 Válvulas de gaveta 1 Medidor Venturi OBS Como não tem curva de 30º usamos o valor da de 45º PERDA DE CARGA LOCALIZADA a Expressão Geral K 114 Q V x A 𝑽 𝟒𝑸 𝝅𝑫𝟐 𝟒 𝒙 𝟎𝟎𝟐 𝝅𝟎𝟏𝟓𝟎𝟐 113 ms DETERMINAÇÃO DA PERDA DE CARGA ACIDENTAL OU LOCALIZADA ℎ𝑓 𝑘 𝑣2 2𝑔 hfloc 074 mca ℎ𝑓𝑙𝑜𝑐 114 1132 2 𝑥 981 PERDA DE CARGA LOCALIZADA b Método dos Comprimentos Virtuais Lf 552 Tipo de peça Nº de peças n Lf n Lf Curva de 90º 2 25 50 Cotovelo de 90º 3 43 129 Curva de 45º 2 11 22 Curva de 30º 2 11 22 Válvula de retenção 2 130 260 Válvula de gaveta 2 11 22 Medidor Venturi 1 130 130 DETERMINAÇÃO DA PERDA DE CARGA ACIDENTAL OU LOCALIZADA 21 12 12 139 12 139 63 24 24 278 24 139 PERDA DE CARGA ACIDENTAL OU LOCALIZADA b Método dos Comprimentos Virtuais ou Equivalentes É definido como um comprimento de tubulação Lf que causa a mesma perda de carga que o acessório Os comprimentos equivalentes dos acessórios presentes na tubulação são adicionados ao comprimento físico da tubulação L fornecendo um comprimento equivalente Leq ou chamado virtual Lv DETERMINAÇÃO DA PERDA DE CARGA ACIDENTAL OU LOCALIZADA 2 Curvas de 90º 3 Cotovelos de 90º 2 Curvas de 45º 2 Curvas de 30º 2 Válvulas de retenção 2 Válvulas de gaveta 1 Medidor Venturi Como não tem o medidor venturi usamos o valor correspondente a válvula de retenção pois apresenta perda de carga parecidas PERDA DE CARGA LOCALIZADA b Método dos Comprimentos Virtuais DETERMINAÇÃO DA PERDA DE CARGA ACIDENTAL OU LOCALIZADA m L C Q D hf LOC 0 41 55 2 150 02 0 150 0 10641 641 10 85 1 87 4 85 1 4 87 Q 20 LsL 1200 m D 150 mm C 150 m L C Q D hf 98 1200 150 02 0 150 0 10641 641 10 85 1 87 4 85 1 4 87 Lf 552 hf total hfLoc hf 041 89 931 mca m L C Q D hf 9 31 1255 2 150 02 0 150 0 10641 641 10 85 1 87 4 85 1 4 87 PERDA DE CARGA LOCALIZADA Calcular a perda de carga distribuída e localizada e verifique a percentagem da localizada em relação a distribuída em um trecho de uma canalização de PVC C 150 que conduz 15 Ls numa extensão de 1000 m O diâmetro da canalização é de 4 110 mm ao longo do trecho temse as seguintes peças especiais Use o catálogo TIGRE dos slides anteriores EXERCÍCIO Peças especiais Quantidade Curva de 90 5 Curva de 45 6 Tê 90 saída bilateral 4 Registro de Gaveta aberto 2 Válvula de pé com crivo 1 Válvula de retenção do tipo Leve 1 PERDA DE CARGA ACIDENTAL OU LOCALIZADA DETERMINAÇÃO DA PERDA DE CARGA ACIDENTAL OU LOCALIZADA Peças especiais Quantidade Leq Total Curva de 90 5 16 8 Curva de 45 6 10 6 Tê 90 saída bilateral 4 83 332 Registro de Gaveta aberto 2 10 20 Válvula de pé com crivo 1 286 286 Válvula de retenção do tipo Leve 1 104 104 Total 882 m PERDA DE CARGA LOCALIZADA Perda de carga localizada Perda de carga distribuída DETERMINAÇÃO DA PERDA DE CARGA ACIDENTAL OU LOCALIZADA ℎ𝑓𝐿𝑂𝐶 10641 𝐷487 𝑄 𝐶 185 𝐿 10641 0110 0015 150 185 882 174 𝑚 Q 15 LsL 1000 m D 110 mm C 150 ℎ𝑓 10641 𝐷487 𝑄 𝐶 185 𝐿 10641 0110487 0015 150 185 1000 1774 𝑚 Leq 8820 m Relação hfLOChf 1741774 0098 98