3- Perdas de Carga

Perdas de carga

Perdas de carga contínuas: fórmulas empíricas Fórmula de Hazen-Williams:

Essa expressão é aplicável a tubos de diâmetro igual ou superior a 50 mm, sendo que o valor  de C  depende da natureza das superfícies internas dos tubos.

Perdas de carga contínuas: fórmulas empíricas Fórmula de Hazen-Williams:

Exemplo: Determine a perda de carga que ocorrerá ao longo de dois quilômetros de tubulação de ferro dúctil revestido internamente com argamassa de cimento e areia, de diâmetro igual a 300 mm, no interior da qual deverá escoar 100 litros por segundo de água a 20ºC. Admita que a viscosidade cinemática da água possa ser considerada igual a 10-6 m2/s. Resolução: Vamos comparar os resultados que seriam obtidos utilizando a fórmula universal e a fórmula de Hazen-Williams. a)

Fórmula de Hazen-Williams: Valor a adotar para C .

Ferro fundido cimentado Cimento-amianto Concreto

Novo ou usado

Substituindo os valores encontramos:

 Até 100

120

100-200

130

200-400

135

400-600

140

Perdas de carga localizadas Conforme vimos em Mecânica dos Fluidos, elas podem ser determinadas através da expressão:

em que o valor de k  depende do tipo de singularidade e é determinado experimentalmente.

Exemplo 4 Determine a perda de carga que ocorrerá ao longo de dez metros de tubulação de PVC, de diâmetro igual a 25,4 mm, no interior da qual deverá esc oar 1 litro por segundo de água a 20ºC. Considere que, ao longo dessa extensão, existem as seguintes singularidades – ver Figura 2.4: 1 entrada de Borda 1 registro de gaveta 1 tê de passagem direta 1 cotovelo de 90º 1 registro de globo  Admita que a viscosidade cinemática da água possa ser considerada igual a 10-6 m2/s.

Tubos: rugosidade equivalente k  (mm)

Resolução:  As perdas de carga contínuas já forem determinadas anteriormente. Encontramos, para a fórmula universal:

 A essas perdas devemos acrescentar as localizadas, que são determinadas através da expressão:

ou para todas elas:

 As singularidades presentes neste problema, com seus coeficientes k , são listadas a seguir. Peça

K 

Cotovelo de 90º

0,90

Entrada de Borda

1,00

Registro de gaveta aberto

0,20

Registro de globo aberto

10,00

Te de passagem direta

0,60

∑=

12,70

 A velocidade média U  foi determinada anteriormente e encontramos:

 Assim sendo, a carga cinética é: e as perdas de carga localizadas totalizam:

Observe que, neste exemplo, as perdas de carga localizadas são superiores às perdas de carga contínuas. Isto acontece quase sempre quando lidamos com instalações hidráulicas prediais e industriais. Já no caso das adutoras de sistemas de abastecimento de água, as perdas de carga localizadas costumam ser desprezíveis em relação às perdas de carga contínuas.