Perda de Carga em Hidráulica

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Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Cursos de engenharia civil e engenharia ambiental
Projeto de Ensino: estudo dirigido em hidráulica
2020.2
Professor: Fernando O. de Andrade
Aula 2: 
Perda de carga localizada no 
escoamento turbulento em 
condutos forçados 
PERDA DE CARGA LOCALIZADA
• A perda de carga localizada acontece quando há algum tipo de 
obstáculo no escoamento que ocasiona perda localizada de energia 
• A perda de carga localizada está associada a dissipação de energia 
devido aos efeitos de turbulência localizada no escoamento
• A perda de carga localizada deve ser somada a perda de carga 
contínua ao longo do escoamento nos condutos 
• Exemplos típicos de configurações onde ocorre perda de carga 
localizada são: curvas, cotovelos, alargamentos ou estreitamentos 
bruscos de seção, registros e válvulas
FÓRMULA DE PERDA DE CARGA LOCALIZADA
Comprimento equivalente de perda de carga localizada, Leq:
Cada obstáculo (curvas, alargamentos, estreitamentos, registros, 
válvulas, etc.) possui um coeficiente de perda de carga localizada K
obtido de forma experimental
COEFICIENTE DE PERDA DE CARGA LOCALIZADA: ESTREITAMENTO BRUSCO
hDg2/V2
1
g2/V2
2
1 0
L.E
L.P
V2V1
2
A2/A1 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5
K 0,46 0,41 0,36 0,30 0,24
A2/A1 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
K 0,18 0,12 0,06 0,02 0
COEFICIENTE DE PERDA DE CARGA LOCALIZADA: ESTREITAMENTO GRADUAL
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0 20 40 60 80 100
a (graus)
K
Levin (D2/D1=2,1) Levin (D2/D1=1,5) Levin (D2/D1=1,2)
Q
V1
D2
a D1
2
COEFICIENTE DE PERDA DE CARGA LOCALIZADA: ALARGAMENTO E ESTREITAMENTO
N.A
D V
r
r/D 0,05 0,1 0,2 0,3 0,4
K 0,25 0,17 0,08 0,05 0,04g2/V2
L.E.
L.P.
DV
N.A.
K=1
L.P.
N.A
D V
K=0,5
L.E.g2/V5,0 2
g2/V2
COEFICIENTE DE PERDA DE CARGA LOCALIZADA: ALARGAMENTO GRADUAL
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
0 20 40 60 80 100
a(graus)
K
Gibson (D2/D1=3) Huang (D2/D1=2)
Peters (D2/D1=1,53) Gibson D2/D1=1,5)
Q
V1
D1 a D2
COEFICIENTE DE PERDA DE CARGA LOCALIZADA: REGISTRO DE GAVETA
a DQ
a/D 0 1/4 3/8 1/2 5/8 3/4 7/8
K 0,15 0,26 0,81 2,06 5,52 17,0 97,8
COEFICIENTE DE PERDA LOCALIZADA: VÁLVULA BORBOLETA
a
D
a 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
K 0,15 0,24 0,52 0,90 1,54 2,51 3,91 6,22 10,8 18,7 32,6
COEFICIENTE DE PERDA DE CARGA LOCALIZADA: CURVAS E ACESSÓRIOS
Acessório K
Cotovelo de 900 
raio curto
0,9
Cotovelo 900 raio 
longo
0,6
Cotovelo de 450 0,4
Curva 900, r/D=1 0,4
Curva de 450 0,2
Tê, passagem 
direta
0,9
Tê, saída lateral 2,0
Acessório K
Válvula de gaveta 
aberta
0,2
Válvula de ângulo 
aberta
5
Válvula de globo 
aberta
10
Válvula de pé de 
crivo
10
Válvula de 
retenção
3
Curva de retorno, 
a=1800
2,2
Válvula de bóia 6
EXEMPLO 6
Uma adutora de 500 mm de diâmetro e 460 m de comprimento em aço 
soldado revestido de cimento centrifugado (e=0,1 mm) conecta dois 
reservatórios de água mantidos em níveis constantes. Determine a 
capacidade de vazão da adutora quando o desnível entre os 
reservatórios for de 3,5 m, nas seguintes condições:
(a) Desprezando as perdas de carga localizadas na entrada e na saída da 
tubulação que conecta os reservatórios
(b) Considerando estas perdas adotando os seguintes coeficientes de 
perda de carga localizada, Ke=0,5 (entrada) e ks=1 (saída)
EXEMPLO 7
A tubulação da instalação mostrada abaixo onde escoa água em regime 
permanente (µ=10-3 Pa.s) possui diâmetro de 50 mm em ferro fundido 
com leve oxidação (e=0,3 mm). Os coeficientes de perda de carga 
localizadas são: na entrada e na saída, k=1, no cotovelo de 90º k=0,9, na 
curva de 45º k=0,2 e no registro aberto k=5. Usando a fórmula de perda 
de carga de Darcy-Weisbach, determine:
(a) A vazão transportada
(b) Deseja-se reduzir a vazão para 1,96 l/s pelo fechamento parcial do 
registro. Calcule a perda de carga localizada no registro parcialmente 
fechado e seu comprimento de perda de carga equivalente.
K=1
K=1
K=0,9
K=0,2
K=0,2
K=5
EXEMPLO 7