Relátorio Perda de Carga

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UNIVERSIDADE SALVADOR – UNIFACS 
ENGENHARIA MECÂNICA 
 
 
 
 
 
 
 
AUGUSTO REIS MARQUES REGO – 032141003 
JOAO PEDRO CONCEICAO DE ASSIS – 032171205 
 MARIA CLARA ROCHA DE MACEDO –166180022 
MATHEUS BEZERRA LIMA – 031121039 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SALVADOR-BA 
2020 
 
 
 
 
 
 
 
RELATÓRIO: 
 EXPERIMENTO DE PERDA DE CARGA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SALVADOR-BA 
2020 
Relatório apresentado no 
curso de graduação de 
Engenharia Mecânica da 
Universidade Salvador, para 
a disciplina Mecânica dos 
Fluidos, sob a docência da 
professora Gabriela 
 
 
1. INTRODUÇÃO 
Nos tempos atuais o estudo dos fluidos possui grande importância devido à 
construção de grandes sistemas por onde correm vários tipos de fluido, tanto 
para uso industrial como da população, com esse estudo será possível observar 
o comportamento dos fluidos ao escoar por diferentes tipos de tubulações e em 
diferentes condições, assim como observar e medir a perda de carga que ocorre 
durante o escoamento devido ao atrito do fluido com a parede da tubulação, 
viscosidade do fluido, entre outros. O estudo da perda de carga é importante 
para que qualquer projeto de tubulação atinja os objetivos planejados. A perda 
de carga é a transformação da energia de pressão em energias sonora e térmica, 
energias que na prática, está se perdendo para os fins da tubulação, já que a 
energia de pressão é a desejada. Esta perda de energia de pressão, conhecida 
como perda de carga, deve ser sempre reduzida ao máximo, com escolha 
correta dos materiais da tubulação, formato e outros fatores importantes na fase 
de projeto. 
2. OBJETIVO 
O objetivo deste experimento é analisar e medir a perda de carga distribuída 
em tubulações de diferentes materiais e diâmetros, em condições diferentes de 
vazão. É necessário saber que a perda de carga pode ser dividida em 2 tipos: 
Perda de carga distribuída e perda de carga localizada, a perda de carga 
distribuída é aquela que ocorre ao longo de uma seção inteira, já a localizada é 
aquela que só acontece em um único lugar. Algumas variáveis que influenciam 
na queda de pressão são as viscosidades do fluido, velocidade do escoamento, 
diâmetro e rugosidade do condutor. Sabe-se também que existem vários tipos 
de escoamentos sendo eles laminar, transição e turbulento como mostra a figura: 
 
 
 
 
(Tipos de escoamento) 
 
 
3. O EXPERIMENTO 
O experimento consiste em verificar a perda de carga em várias seções com 
materiais e diâmetros diferentes e com diferentes vazões, em uma bancada com 
vários condutores (tubos) de vários materiais com várias válvulas que definem 
por qual seção o fluido impulsionado pela bomba irá fluir, com isso são colhidos 
os dados para cada vazão aplicada em cada material de tubo, estas informações 
são anotadas e posteriormente estudadas e comparadas. 
MATERIAIS UTILIZADOS: 
• Tubulação de PVC 32mm. 
• Tubulação de PVC 25mm. 
• Tubulação de Cobre 28mm. 
• Tubulação de Acrílico 25mm. 
• Manômetro em U. 
• Rotâmetro. 
• Válvulas. 
• Quadro Elétrico. 
• Bombas 
4. EXPLICANDO O EXPERIMENTO 
Quando um fluido escoa ao longo de condutos, o Princípio da Aderência 
provoca a formação de diagramas de velocidades nas secções de 
escoamento. Isto significa que as partículas do fluido deslizam umas 
sobre as outras provocando um atrito interno (tensões de cisalhamento). 
 
A energia mecânica é então convertida em energia térmica na forma de 
variação de energia interna e calor em um processo irreversível, ou seja, 
essa energia é perdida, resultando em uma queda de pressão de 
escoamento. 
Durante o escoamento, o atrito provoca uma perda de energia no fluido 
que pode ser detectada pela queda irreversível da pressão. 
 
5. COLETA DE DADOS 
Após a realização do experimento é necessário coletar os dados mostrados 
após 5 repetição em cada seção com diferentes vazões, com isso deu-se as 
seguintes tabelas. 
TUBO DE PVC 32mm 
Hc (mm H2O) Q (LPH) 
20 1800 
48 2700 
84 3900 
100 4400 
108 4600 
 
A seguir fotos das medições (ordem cresce da esquerda para a direita): 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
TUBO DE PVC 25mm 
Hc (mm H2O) Q (LPH) 
88 1800 
128 2200 
192 2800 
280 3500 
336 4100 
 
A seguir fotos das medições (ordem cresce da esquerda para a direita): 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
TUBO DE COBRE 28mm 
Hc (mm H2O) Q (LPH) 
44 1800 
64 2400 
100 3100 
120 3500 
164 4300 
 
A seguir fotos das medições (ordem cresce da esquerda para a direita): 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
TUBO DE ACRÍLICO 25mm 
Hc (mm H2O) Q (LPH) 
88 1700 
158 2400 
200 2800 
276 3400 
384 4100 
 
 
 
 
A seguir fotos das medições (ordem cresce da esquerda para a direita): 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Após a coleta de dados iremos realizar um cálculo de desvio relativo percentual 
com os valores teóricos, porém antes disso devemos achar tais valores. Utilizamos as 
seguintes informações e fórmulas: 
 
 
Viscosidade cinemática da água = 1,003 x 10^(-6) m²/s a 20ºC 
A partir das fórmulas, calculamos e convertemos valores a fim de 
encontrar as perdas de carga em cada situação como mostram as 
tabelas abaixo: (As linhas equivalentes nas duas tabelas 
representam informações adicionais sobre a mesma situação). 
 L (m) g (m/s²) 
D 
(mm) D (m) Q (LpH) Q (m³/s) Hc (Medição) mmH20 
PVC 32mm 1 9,81 32 0,032 1800 0,0005 20 
 
1 9,81 32 0,032 2700 0,0008 48 
1 9,81 32 0,032 3900 0,0011 84 
1 9,81 32 0,032 4400 0,0012 100 
1 9,81 32 0,032 4600 0,0013 108 
PVC 25mm 1 9,81 25 0,025 1800 0,0005 88 
 
1 9,81 25 0,025 2200 0,0006 128 
1 9,81 25 0,025 2800 0,0008 192 
1 9,81 25 0,025 3500 0,0010 280 
1 9,81 25 0,025 4100 0,0011 336 
Cobre 28mm 1 9,81 28 0,028 1800 0,0005 44 
 
1 9,81 28 0,028 2400 0,0007 64 
1 9,81 28 0,028 3100 0,0009 100 
1 9,81 28 0,028 3500 0,0010 120 
1 9,81 28 0,028 4300 0,0012 164 
 Acrílico 25mm 1 9,81 25 0,025 1700 0,0005 88 
 
1 9,81 25 0,025 2400 0,0007 158 
1 9,81 25 0,025 2800 0,0008 200 
1 9,81 25 0,025 3400 0,0009 276 
1 9,81 25 0,025 4100 0,0011 384 
 E E/D v (H20) R V (m/s) f 
Hc (teórica) 
mmH2O 
PVC 32mm 
0 0 
1,003E-
06 
1,98E+04 0,6217 0,0259 1,571 
 
2,98E+04 0,9326 0,0235 3,208 
4,30E+04 1,3471 0,0216 6,152 
4,85E+04 1,5198 0,021 7,613 
5,07E+04 1,5888 0,0208 8,242 
PVC 25mm 
0 0 
2,54E+04 1,0186 0,0244 3,105 
 
3,10E+04 1,2450 0,0233 4,429 
3,95E+04 1,5845 0,022 6,773 
4,94E+04 1,9807 0,0209 10,054 
5,78E+04 2,3202 0,0202 13,335 
Cobre 28mm 
0,0015 0,0000536 
2,27E+04 0,8120 0,0252 2,282 
 
3,02E+04 1,0827 0,0236 3,800 
3,90E+04 1,3985 
 
0,0223 
 
5,990 
4,41E+04 1,5790 0,0217 7,430 
5,42E+04 1,9399 0,0207 10,698 
 Acrílico 25mm 
0 0 
2,40E+04 0,9620 0,0248 2,815 
 
3,39E+04 1,3582 0,0228 5,157 
3,95E+04 1,5845 0,022 6,773 
4,80E+04 1,9241 0,0211 9,579 
5,78E+04 2,3202 0,0202 13,335 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
No geral, obtemos as seguintes comparações entre os valores práticos e 
teóricos: 
 Hc (Medição) mmH20 Hc (teórica) mmH2O 
PVC 32mm 20 1,571 
 
48 3,208 
84 6,152 
100 7,613 
108 8,242 
PVC 25mm 88 3,105 
 
128 4,429 
192 6,773 
280 10,054 
336 13,335 
Cobre 28mm 44 2,282 
 
64 3,800 
100 
 
5,990 
 
120 7,430 
164 10,698 
 Acrílico 25mm 88 2,815 
 
158 5,157 
200 6,773 
276 9,579 
384 13,335 
 
O cálculo de desvio relativo é feito através da fórmula: 
𝜀 = |
𝐻𝑐𝑡 −𝐻𝑐
𝐻𝑐𝑡
|𝑥100 
Onde: 
Ɛ é o desvio relativo percentual; 
Hct é a perda de carga teórica no escoamento; 
Hc é a perda de carga experimental no escoamento. 
 
 
 
 
 Q (LpH) Hc (Medição) mmH20 Hc (teórica) mmH2O Desvio (%) 
PVC 32mm 1800 20 1,571 -1173% 
 
2700 48 3,208 -1396% 
3900 84 6,152 -1265% 
4400 100 7,613 -1214% 
4600 108 8,242 -1210% 
PVC 25mm 1800 88 3,105 -2735% 
 
2200 128 4,429 -2790% 
2800 192 6,773 -2735% 
3500 280 10,054-2685% 
4100 336 13,335 -2420% 
Cobre 28mm 1800 44 2,282 -1828% 
 
2400 64 3,800 -1584% 
3100 
 
100 
 
5,990 -1569% 
3500 120 7,430 -1515% 
4300 164 10,698 -1433% 
 Acrílico 25mm 1700 88 2,815 -3027% 
 
2400 158 5,157 -2964% 
2800 200 6,773 -2853% 
3400 276 9,579 -2781% 
4100 384 13,335 -2780% 
 
 
 
4. RESPONDENDO AOS QUESTIONAMENTOS FEITOS NO RELATORIO: 
 
• Quais são as principais fontes de erros para este experimento? A 
discrepância foi grande entre os valores teóricos e experimentais? 
R: As discrepâncias foram muito grandes, a ponto de não serem explicadas por 
nenhum fenômeno, a única possibilidade é de alguma falha no modelo do simulador 
utilizado. Devemos destacar também que podem ocorrer erros de medições na prática, 
que são muito comuns no meio das atividades laboratoriais erros como o de paralaxe 
e outros 
 
• Analise os dados para cada tubulação e responda. Qual a influência do 
diâmetro da tubulação, do material e da vazão na perda de carga 
distribuída? Se necessário plote os valores de Vazão x Perda de Carga 
num papel milimetrado ou software gráfico para uma análise mais 
completa. 
R: 
Diâmetro da tubulação: 
Quanto maior o diâmetro, menor a perda de carga. O diâmetro é inversamente 
proporcional à perda de carga. 
Material e condições dos tubos: 
Influenciam diretamente na perda de carga em tubulações, quanto maior a rugosidade 
do material, maior a perda de carga. 
Vazão: 
Quanto maior a vazão, maior a perda de carga, como podemos ver no gráfico a seguir: 
 
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0 1000 2000 3000 4000 5000
P
ER
D
A
 D
E 
C
A
R
G
A
 (
m
m
)
VAZÃO (Litros por Hora)
Gráfico Vazão x Perda de Carga
PVC 32mm
PVC 25mm
Cobre 28mm
Acrílico 25mm