Relatório Perda de Carga Continua

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DA PARAÍBA – CAMPUS VIII
CENTRO DE CIÊNCIAS, TECNOLOGIA E SAÚDE - CCTS
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
DISCIPLINA: HIDRÁULICA EXPERIMENTAL
DOCENTE: LUISA EDUARDA LUCENA DE MEDEIROS
DISCENTE: JOSÉ ANDERSON DOS SANTOS
PERDA DE CARGA CONTÍNUA
ARARUNA, Agosto de 2018.
No dimensionamento de instalações hidráulicas prediais, a quantificação das perdas de carga ocorridas ao longo do comprimento das tubulações devido ao atrito do fluido/tubulação é importante para o correto funcionamento do sistema de distribuição minimizado dos custos do projeto e ocasionando uma maior eficiência. O experimento objetivou a verificação experimental de perda de carga em um sistema de condutos sob pressão, calcular o fator de atrito, coeficiente de rugosidade da equação de Hazen-Williams buscando comparar com os valores de perda de carga calculados com base na literatura. Foram analisadas as perdas de carga em três tubulações com diâmetros internos de ¾’’ PVC induzido, ¾’’ PVC liso e 15mm de cobre. Para a realização do procedimento experimental, foram utilizados os seguintes equipamentos: bancada de perda de carga; manômetro; hidrômetro; cronômetro; trena, rotâmetro. Experimentalmente, as perdas de carga foram determinadas através da medição de diferença de pressão entre os dois pontos em metros de coluna d’água (mca). O experimento foi realizado para diferentes vazões, com pequena variação entre elas. A vazão foi determinada através da leitura do hidrômetro, que mostra o volume acumulado, em um determinado intervalo de tempo, este último medido com o auxílio de um cronômetro. Além dos valores de perda de carga medidos em laboratório, foram calculadas as perdas de carga para os mesmos trechos de tubulação através das equações frequentemente utilizadas em dimensionamentos hidráulicos: Hazen-Williams e a universal. Com os resultados obtidos nas medições observa-se a relação entre diâmetro e perda de carga. Para diâmetros menores, verifica-se maior perda de carga. Para seções menores, e sendo a vazão constante, a velocidade do escoamento será maior e, portanto, maior será sua perda de carga. O procedimento experimental possibilitou a visualização da influência do diâmetro de tubulações na perda de carga à jusante de fluidos em escoamento, apesar das variações de medição, imprecisão no manômetro e erros durante o procedimento. Conclui-se que o método de determinação de perda de carga por Darcy-Weisbach pode ser utilizada, o que pode ser observado pela aproximação dos resultados em sua aplicação aos valores de perda de carga obtidos experimentalmente, como o esperado a princípio. Contudo, o parâmetro de rugosidade (Hazen-Willians) do sistema em análise deve ser conhecido, o que não é um parâmetro trivial de obtenção em situação de condutos em funcionamento, onde o método teve alguma discrepância, em algum ponto, na comparação com dados bibliográficos. Essas diferenças são explicadas por prováveis erros dos equipamentos utilizados no experimento, por erros de operação do painel de perda de carga ou até por erros na leitura (por parte dos operadores com pouca experiência) dos dados fornecidos pelos equipamentos.
Referência Bibliográfica
PORTO, R. M. Hidráulica Básica. São Carlos: Publicação EESC-USP, 1998. 519 p.
Anexo
Perdas de carga contínuas
	A equação universal Lei de Darcy e Weisbach 
Onde: Δh = Perda de carga (m); f = Coeficiente de atrito (adimensional); L = Comprimento da tubulação (m); D = Diâmetro da tubulação (m); V = Velocidade média do escoamento (m/s); = Aceleração da gravidade (m/s²).
A velocidade média do fluido geralmente é calculada utilizando a equação da continuidade, onde esta é dada por:
Onde: Q = Vazão do escoamento (m³/s); V = Velocidade média do escoamento (m/s); A = Área de seção transversal (m²).
	Para se determinar vazão é necessário recorrer a sua definição sendo ela o volume de fluido (Vol) que atravessa certa seção de escoamento por unidade de tempo (t).
	Outras equações podem ser utilizadas para se determinar a perda de carga, o Teorema de Bernoulli é uma delas, onde a energia se conserva durante todo o escoamento. Este teorema é dado por:
Onde: Z = Carga da altitude que o fluido possui em relação ao referencial adotado (m); P/γ = Carga de pressão (m); V²/ = Carga cinética (m); Δh = Perda de carga (m).
	Outra equação empírica, comumente utilizada para o cálculo de perda de carga em tubulações com diâmetro em geral acima de 4’’ é a de Hazen-Willians que é expressa da seguinte forma:
Onde: C = Coeficiente de Hazen-Willians (adimensional); D = Diâmetro interno da tubulação (m); L = Comprimento da tubulação (m); Q = Vazão do escoamento (m³/s) Δh = Perda de carga (m).