perda de carga em tubulações

perda de carga em tubulações

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Perda de carga em tubulações pressurizadas Bases para o dimensionamento

Escoamento em condutos forçados

•Éo escoamento em condutos sob pressão

• Características:

–Geralmente em regime permanente e uniforme – Turbulento

•Perda de carga

–Decorre do atrito entre a água e as paredes da tubulação, transmitida ao interior do fluido através da viscosidade.

–Éfunção da rugosidade das paredes •> rugosidade > turbulência > perda de carga

–Éfunção da velocidade do escoamento •Quanto > velocidade > perda de carga

–Éseparada em duas partes:

• Localizada –Em curvas

– Registros –Válvulas etc

•Ao longo da tubulação

Escoamento em condutos forçados

•Estimativa da perda de carga

–Equação de HAZZEN-WILLIAMS

•Pode ser usada também em canais abertos. Recomendada sua aplicação somente quando a água estiver àtemperatura ambiente e para diâmetro da tubulação ≥2”:

Cv D

Q= vazão, m3s-1; v= velocidade média, m s-1;

D= diâmetro da tubulação, m;

J= perda de carga, mcam-1 (mca= metro de coluna d’água);

C= coeficiente dependente da natureza da parede do tubo (material e estado de degradação)

Escoamento em condutos forçados

•Estimativa da perda de carga

–Equação de HAZZEN-WILLIANS

•Pode ser usada também em canais abertos. Recomendada sua aplicação somente quando a água estiver àtemperatura ambiente e para diâmetro da tubulação ≥2”:

Outros métodos menos usados:

- Manning

- Darcy-Weisbach

Escoamento em condutos forçados

•Estimativa da perda de carga –Equação de Darcy-Weisbach

L gD fJLhf 2

L gD hf= perda de carga, mca;

f= coeficiente de atrito; L= comprimento da tubulação, m;

D= diâmetro da tubulação, m; J= perda de carga unitária, mcam-1; v= velocidade média, m s-1;

Q= vazão, m3 s-1; g= aceleração da gravidade = 9,81 m s-1 ao nível médio dos mares e à temperatura de 20°C.

Cálculo de f:

-regime laminar –Rn< 2000 Nessas condições, findepende do material da tubulação, sendo dependente apenas do líquido (água), diâmetro da tubulação e da velocidade de escoamento.

-regime turbulento –Rn> 4000

Nesse caso, fdepende do diâmetro da tubulação e da rugosidade da parede e.

e f

Escoamento em condutos forçados •Estimativa da perda de carga localizada

g v Khfl 2

hfl= perda de carga localizada, m;

K= coeficiente do elemento causador da perda de carga; v= velocidade média na tubulação, m s-1;

Escoamento em condutos forçados •Estimativa da perda de carga localizada

g v Khfl 2

Escoamento em condutos forçados

•Perdas localizadas expressas em equivalente de comprimento (m de tubulação) –aço e ferro fundido

–Esses valores devem ser acrescidos àtubulação para o cálculo de hf, como pelo uso de Hazzen-Williams

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