Instalações Prediais - Aula 03 - Instalações de água fria - Perda de carga

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<p>INSTALAÇÕES PREDIAIS</p><p>(Água fria)</p><p>CENTRO UNIVERSITÁRIO DO ESPÍRITO SANTO</p><p>CURSO DE ENGENHARIA CIVIL</p><p>CAMPUS I</p><p>Colatina - ES</p><p>AULA 03 – INSTALAÇÕES PREDIAIS</p><p>DE ÁGUA FRIA – PERDA DE CARGA</p><p>Professor: Endrik Nardotto Rios</p><p>Perda de carga</p><p>2</p><p>Conceito</p><p>• A perda de carga corresponde �� perda de energia que se dissipa na forma de calor, em</p><p>conseqüência da viscosidade (atrito interno das partículas do fluido) e do atrito externo</p><p>(fluido com as paredes do conduto).</p><p>Observação</p><p>• Todo escoamento corresponde a uma perda de carga. Esta perda de carga pode ser</p><p>calculada de duas formas:</p><p>Perda de carga Contínua  Acontece ao longo do fluxo</p><p>Perda de carga Localizada  Ocorre em pontos discretos (peças e conexões)</p><p>Perda de Carga Total = Contínua + Localizada</p><p>Perda de carga contínua</p><p>3</p><p>Conceito</p><p>• É a perda de carga que ocorre ao longo da tubulação devido ao atrito interno entre</p><p>as partículas do fluido e destas com as paredes do tubo.</p><p>Expressão para o cálculo da perda de carga contínua</p><p>Perda de Carga Unitária (J)</p><p>• É a razão entre a perda de carga contínua (hfcont) e o comprimento do conduto (L).</p><p>.L</p><p>D</p><p>Q</p><p>β.hf</p><p>m</p><p>n</p><p>cont </p><p>Onde:</p><p>β = coeficiente de perda de carga (depende da natureza do tubo e do regime de escoamento)</p><p>Q = Vazão (L3.T-1)</p><p>D = Diâmetro da tubulação (L)</p><p>L = Comprimento da tubulação (L)</p><p>L</p><p>hf</p><p>J</p><p>cont</p><p> Unidade: (m/m)</p><p>Perda de carga</p><p>4</p><p>Onde:</p><p>f = coeficiente de atrito (admensional)</p><p>L = Comprimento da tubulação (m)</p><p>U = velocidade média do escoamento (m/s)</p><p>g = 9,81 m/s2</p><p>D = Diâmetro da tubulação (m)</p><p>hfcont = perda de carga contínua (m)</p><p>-Obtida a partir de análise dimensional.</p><p>- Relaciona a perda de carga contínua a parâmetros geométricos do escoamento</p><p>no conduto e propriedades relevantes do fluido.</p><p>Substituindo-se a equação da continuidade (U = Q/A) na equação anterior,</p><p>fica:</p><p>.L</p><p>D</p><p>Q</p><p>.</p><p>.gπ</p><p>8f</p><p>hf</p><p>2g</p><p>1</p><p>.</p><p>.Dπ</p><p>16.Q</p><p>.</p><p>D</p><p>L</p><p>f.hf</p><p>2g</p><p>1</p><p>.</p><p>π.D</p><p>4.Q</p><p>.</p><p>D</p><p>L</p><p>f.hf</p><p>4</p><p>π.D</p><p>A:mas ,</p><p>2g</p><p>1</p><p>.</p><p>A</p><p>Q</p><p>.</p><p>D</p><p>L</p><p>f.hf</p><p>5</p><p>2</p><p>2</p><p>cont</p><p>42</p><p>2</p><p>cont</p><p>2</p><p>2</p><p>cont</p><p>22</p><p>cont</p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p>Expressão Universal de Perda de Carga (Darcy-Weisbach)</p><p>2g</p><p>U</p><p>.</p><p>D</p><p>L</p><p>f.hf</p><p>2</p><p>cont </p><p>Perda de carga</p><p>Cálculo do coeficiente “f” por fórmulas</p><p>Fórmulas para o cálculo de “f”</p><p>Blasius (1913)  Tubos lisos</p><p>Nikuradse (1913)  Tubos lisos</p><p>Nikuradse (1913)  Tubos Rugosos</p><p>Colebrook e White (1939)  Faixa de</p><p>transição entre tubos lisos e rugosos</p><p>Swamee e Jain</p><p>Swamee e Jain</p><p>Perda de carga</p><p>Perda de carga</p><p>Fórmula de Hazen-Willians</p><p>.L</p><p>D</p><p>Q</p><p>.</p><p>C</p><p>10,64</p><p>hf</p><p>4,87</p><p>1,85</p><p>1,85</p><p>cont </p><p>1,85C</p><p>10,64</p><p>β </p><p>n = 1,85</p><p>m = 4,87</p><p>Observação: só é válida para</p><p>condutos cujos diâmetros sejam</p><p>maiores que 50 mm.</p><p>Onde:</p><p>C = coeficiente de perda de carga</p><p>Q = Vazão (m3/s)</p><p>D = Diâmetro da tubulação (m)</p><p>L = Comprimento da tubulação (m)</p><p>Perda de carga – Instalações hidrosanitárias</p><p>Fórmula de Fair-Whipple-Hsiao</p><p>Aço Galvanizado e Ferro Fundido até 100 mm</p><p>PVC ou Cobre até 100 mm</p><p>Fórmula de Williams - Hazen</p><p>50 mm até 2.400 mm (vários diâmetros)</p><p>Perda de carga Normal</p><p>Perda de carga Normal</p><p>Perda de carga – Instalações hidrosanitárias</p><p>Fórmula de Fair-Whipple-Hsiao</p><p>Perda de carga – Instalações hidrosanitárias</p><p>Perda de carga Localizada</p><p>“O líquido perde energia, cede energia, ao entrar e sair de</p><p>encanamentos e escoar ao longo de joelhos, curvas, tês, reduções,</p><p>alargamentos, válvulas, enfim, peças e dispositivos intercalados ao</p><p>longo do encanamento”</p><p>Macintyre, A. J. (2013)</p><p>Perda de carga acidental ou localizada</p><p>Perda de carga total = perda de carga normal + perda de carga localizada</p><p>ltotal = lreal + leq</p><p>Perda de carga – Instalações Hidrossanitárias</p><p>Fonte: www.tigre.com.br</p><p>Perda de carga – Instalações hidráulicas</p><p>1,10 m</p><p>Perda de carga – Instalações hidráulicas</p><p>Perda de carga – Instalações hidráulicas</p><p>Pressurizador</p><p>Perda de carga – Instalações hidráulicas</p><p>Exemplo 01</p><p>Perda de carga – Instalações hidráulicas</p><p>Exemplo 02</p><p>Perda de carga – Instalações hidráulicas</p><p>Exemplo 03</p>