HIDRÁULICA E HIDROLOGIAPERDA DE CARGA

professor Dr: Humberto Carlos Ruggeri Júnior

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Objetivos: Perda de Carga Localizada

Objetivos específicos: Equação geral da perda de carga localizada, acessórios, comprimento equivalente

PERDA DE CARGA LOCALIZADA Instalações são constituídas por tudos retilíneos unidas por

acessórios de diversas naturezas e geometrias:

Válvulas, cotovelos, curvas, registros, reduções, ampliações;

Alteração de módulo ou direção da velocidade média,

consequentemente de pressão →acréscimo de turbulência que

produz perda de carga;

Não existe um tratamento análitico bem definido para aferir a perda

de carga localizada → campo eminentemente experimental.

PERDA DE CARGA LOCALIZADA A presença do acessório na tubulação altera a uniformidade do

escoamento e sua influência se faz sentir a montante e a jusante da

localização do acessório.

PERDA DE CARGA LOCALIZADA Experessão Geral das Perdas Localizadas

Δ H=kV 2

2g

K é um coeficinete adimensional que depende da geometria da

conexão, do número de Reynolds, da rugosidade e das condições de

escoamento;

Velocidade média (seção de menor diâmetro)

PERDA DE CARGA LOCALIZADA Curva de K x Reynolds

PERDA DE CARGA LOCALIZADA Valores do coeficiente k para algumas singularidades

Alargamentos (Borda -Carnot)

hf

hf =(V 1−V 2)

2

2g

PERDA DE CARGA LOCALIZADA Valores do coeficiente k para algumas singularidades

Reduções Bruscas

Δ H=kV 2

2g

PERDA DE CARGA LOCALIZADA Valores do coeficiente k para algumas singularidades

Saídas de Reservatório

PERDA DE CARGA LOCALIZADA Valores do coeficiente k para algumas singularidades

Alargamentos e reduções graduais

PERDA DE CARGA LOCALIZADA Valores do coeficiente k para algumas singularidades

Registro de Gaveta

PERDA DE CARGA LOCALIZADA Valores do coeficiente k para algumas singularidades

Válvula de Borboleta

PERDA DE CARGA LOCALIZADA Valores do coeficiente k para algumas singularidades

Cotovelos e curvas

K=[0,13+ 0,16(rD

)−3,5

]√α

180O

K=67,6×10−6×(α)

2,17

PERDA DE CARGA LOCALIZADA Valores Diversos do Coeficiente de Perda de Carga

PERDA DE CARGA LOCALIZADA Análises de Tubulações

O problema básico do transporte de água sob pressão,

que envolva tubulações de diferentes diâmetros e

diversos acessórios, é o cálculo da vazão.

Avaliação das perdas de carga ( distribuída e

localizada)

Estes dois conjuntos de perdas deverão ser

somados e compatibilizadas as energias

PERDA DE CARGA LOCALIZADA

Δ Z=∑i

J i Li+ ∑j

Δ h j±∑k

Δ E k

Análises de Tubulações

Δ Z=∑i

f iL iV i

2

Di 2g+ ∑

j

K j

V i2

2g

PERDA DE CARGA LOCALIZADA A ligação entre dois reservatórios abertos, cujos níveis

d'água diferem em 10 m, é feita através de uma tubulação

de 0,15 m de diâmetro, em aço soldado liso, coeficiente

de rugosidade ε = 0,10 mm. O comprimento retilíneo da

tubulação é 410 m, existindo como singularidades, que

produzem perdas localizadas, as seguintentes: entrada na

tubulação em aresta viva Ke = 0,50, dois cotovelos 90o raio

curto, Kc=0,80 e entrada no reservtório inferior K

s = 1,0.

Determine a vazão transportada em regime permanente.

PERDA DE CARGA LOCALIZADA Método dos equivalentes: Consiste em substituir cada

acessório da instalação por comprimentos de tubos

retilíneos de igual diâmetro.

Cada comprimento equivalente é somado ao comprimento

de tubos retilíneos.

Δ H=kV 2

2g= f

LeV2

D 2g

LeD

=Kf

Método dos equivalentes:

PERDA DE CARGA LOCALIZADA

PERDA DE CARGA LOCALIZADA Método dos equivalentes:

PERDA DE CARGA LOCALIZADA Exemplo 2: Na instalação hidráulica predial mostrada na

figura, a tubulação é de PVC rígido, soldável com 1 pol de

diâmetro, e é percorrida por uma vazão de 0,20 l/s de

água. Os joelhos são de 90° e os registros de gaveta,

abertos. No ponto A, 2,10 m abaixo do chuveiro, a carga

de pressão é igual a 3,3 m.c.a. Determine a carga de

pressão disponível imediatamente antes do chuveiro. Os

tês estão fechados em uma das saídas

PERDA DE CARGA LOCALIZADA Exemplo 2: Na instalação hidráulica predial mostrada na

figura, a tubulação é de PVC rígido, soldável com 1 pol de

diâmetro, e é percorrida por uma vazão de 0,20 l/s de

água. Os joelhos são de 90° e os registros de gaveta,

abertos. No ponto A, 2,10 m abaixo do chuveiro, a carga

de pressão é igual a 3,3 m.c.a. Determine a carga de

pressão disponível imediatamente antes do chuveiro. Os

tês estão fechados em uma das saídas

PERDA DE CARGA LOCALIZADA