RELATORIO 1 PERDA DE CARGA CONTINUA - HIDRAULICA

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UEPB 
UNIVERSIDADE ESTADUAL DA PARAÍBA 
UEPB/CAMPU VIII 
CENTRO DE CIÊNCIAS, SAÚDE E TECNOLOGIA – CCTS 
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL 
 
 
 
 
 
 
 
 
JOSE LUIS MEDEIROS DA SILVA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PERDA DE CARGA CONTÍNUA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ARARUNA/PB 
2022 
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SUMÁRIO 
1 INTRODUÇÃO ......................................................................................... 3 
2 OBJETIVOS .............................................................................................. 3 
3 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ........................................................... 3 
4 METODOLOGIA..................................................................................... .5 
4.1 Equipamentos ............................................................................................... 5 
4.2 Procedimentos .............................................................................................. 5 
5 RESULTADOS E DISCUSSÕES ............................................................. 7 
6 CONCLUSÕES........................................................................................... 8 
REFERÊNCIAS ......................................................................................... 8 
ANEXO – Memorial de cálculo ................................................................. 9 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 
 
1 INTRODUÇÃO 
 No estudo dos fenômenos de transporte, o fluido é definido como uma substância 
que se deforma continuamente sob a ação de tensões cisalhantes. Na dinâmica dos fluidos, 
ou seja, no estudo do movimento destes, mais especificamente a água, observa-se que 
parte da energia é dissipada com seu movimento, devido ao atrito gerado entre as paredes 
internas do material no qual o líquido se movimenta, essa perda de energia é denominada 
de perda de carga. A energia da água ao longo de uma tubulação pode ser dissipada de 
duas maneiras diferentes, sendo elas: perdas de carga contínua e perdas de carga 
localizada. 
 No referente relatório iremos estudar e analisar um fluido, mais especificamente, 
a água em tubulações de diâmetros iguais e materiais parcialmente diferentes, pois no 
tubo 1 o material utilizado foi PVC, no tubo 2, o material utilizado foi o mesmo, porém, 
a sua parte interna apresentava imperfeições, ou seja, seu diâmetro interno era composto 
por uma superfície rugosa. 
 A perda de carga contínua ocorre devido a dissipação da energia em trechos 
retilíneos de uma tubulação de diâmetro constante. No estudo da hidráulica, temos a 
equação universal da perda de carga em condutos forçados, mais conhecida como equação 
de Darcy-Weisbach, onde o fator de atrito da tubulação influencia diretamente no 
resultado da perda de carga. 
 O principal objetivo de análise e estudo da água em uma bancada hidráulica com 
condutos forçados é a perda de carga contínua, pressões máximas e mínimas ao longo da 
tubulação e vazões volumétricas. 
2 OBJETIVOS 
• Estudar a equação da continuidade para fluidos reais; 
• Analisar a perda de carga em um tubo com material rugoso; 
• Calcular a vazão volumétrica; 
• Calcular a pressão nos tubos. 
3 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
 As perdas de carga ao longo de uma tubulação linear ocorrem devido ao fenômeno 
de viscosidade, ou seja, o atrito interno e externo entre as partículas da água e as paredes 
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do tubo, fazem com que a energia do fluxo de dissipe em forma de calor, essa dissipação 
de energia é também conhecida como perda de carga distribuída. 
 No estudo da hidrodinâmica, houve-se muito falar no princípio da continuidade e 
equação de Bernoulli. No princípio da continuidade temos que a velocidade que um fluido 
escoa em uma tubulação é inversamente proporcional à sua área de seção transversal, ou 
seja, a vazão presente em um fluxo de fluido depende da velocidade de movimento dele 
e do diâmetro da seção do mesmo. Na equação de Bernoulli, temos a descrição do 
comportamento de um fluido que se move ao longo de uma tubulação com as energias de 
pressão, cinética e potencial. A seguir as equações da continuidade e Bernoulli, 
respectivamente. 
 𝑄 = 𝐴1𝑣1 = 𝐴2𝑣2 (1) 
𝑍1 +
𝑃1
𝛾
+
𝑣1
2
2𝑔
= 𝑍2 +
𝑃2
𝛾
+
𝑣2
2
2𝑔
+ ∆𝐻 (2) 
 A equação fundamental de Darcy-Weisbach, que regem o estudo das perdas de 
carga em fluidos reais e condutos livres e forçados é expressa da seguinte maneira: 
∆𝐻 = 𝑓
𝐿
𝐷
𝑉2
2𝑔
 (3) 
Onde o 𝑓 representa o fator de atrito, que depende de natureza da tubulação, 
viscosidade, rugosidade e regime de escoamento. Diversos estudiosos desenvolveram 
equações empíricas e modelos gráficos para encontrar o fator de atrito, relacionando na 
maioria das vezes o número de Reynolds, rugosidade relativa da tubulação e tipos de 
escoamento. As fórmulas para encontrar o valor do fator de atrito foram desenvolvidas 
com algumas especificações, sendo elas: para tubos lisos usa a equação de Blasius, tanto 
para tubos lisos como rugosos também pode-se usar Nikuradse; para especificações como 
número de Reynolds temos, Swamee e Jain indicada para um intervalo de Reynolds de 
5 × 103do trecho (cm) 
111 104 
 
 
4.2.2 Vazão volumétrica 
Logo após a verificação dos dados da tabela 1, foi determinado as dimensões da 
caixa/reservatório da bancada e calculado as vazões volumétricas. 
Tabela 2.: Dados para o cálculo da vazão volumétrica 
DIMENSÕES DA 
CAIXA/RESERVÁTORIO 
Vazões 1 2 
Comprimento (mm) 380 380 
Largura (mm) 220 220 
Altura (mm) 510 505 
Volume (m³) 0,042636 0,042218 
 
No segundo momento foi determinado a vazão média para a leitura do rotâmetro, 
para a medição 1.1 e 1.2. 
Tabela 3.: Determinação das vazões médias 
Medições Tempo (s) Leitura do rotâmetro Vazão média (m³/s) 
Medição 1.1 74,11 2000 
0,000574687 
Medição 1.2 74,27 2000 
Medição 2.1 50,85 3000 
0,000832292 
Medição 2.2 50,6 3000 
 
4.2.3 Medições de pressão 
Em um terceiro momento foi aberto o registro da bancada hidráulica e com o 
auxílio de um rotâmetro regulou-se a vazão desejada a transportar no sistema. Foram 
aferidas em duplicata as pressões máximas e mínimas para as vazões de 2000 LPH e 
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3000LPH, por segurança na obtenção dos dados, obtivemos os valores em cada ponto, no 
mínimo duas vezes; esse processo foi repetido esse número de vezes a fim de buscarmos 
uma melhor precisão nos resultados. Esse procedimento deu-se para as anotações de 
valores nos dois tipos de tubulações com características geométricas iguais (comprimento 
e diâmetro). 
Tabela 4.: Valores de pressão nos pontos do tubo 1 
TUBO 1 
Vazão 
(LPH) 
Ponto 1 Ponto 2 
Pmáx Pmin Pméd Pfinal (kPa) Pmáx Pmin Pméd Pfinal (kPa) 
2000 
21,5 18,8 20,15 
20,175 
11,2 8,5 9,85 
9,575 
21,5 18,9 20,2 10,7 7,9 9,3 
3000 
20,7 18,1 19,4 
19,2 
17,6 15,3 16,45 
16,2 
20,2 17,8 19 17,2 14,7 15,95 
 
Tabela 5.: Valores de pressão nos pontos do tubo 2 
TUBO 2 
Vazão 
(LPH) 
Ponto 1 Ponto 2 
Pmáx Pmin Pméd Pfinal (kPa) Pmáx Pmin Pméd Pfinal (kPa) 
2000 
16,2 14 15,1 
15,075 
12 9,2 10,6 
10,475 
16,1 14 15,05 11,4 9,3 10,35 
3000 
27,7 24,4 26,05 
26,1 
18,3 15,8 17,05 
16,95 
27,7 24,6 26,15 18,3 15,4 16,85 
 
5 RESULTADOS E DISCURSSÕES 
5.1 Resultados tabelados 
 Utilizando as equações da continuidade, Bernoulli e Hazen-Williams, foi possível 
determinar a perda de carga, fator de atrito e coeficiente de rugosidade para as duas 
tubulações, tubo 1 liso e tubo 2 rugoso. 
Tabela 5.: Valores de perda de carga e fator de atrito obtidos através dos cálculos 
Tubos 
Vazão = 2000 LPH Vazão = 3000 LPH 
Δh (m) Fator de atrito Δh (m) Fator de atrito 
PVC Liso (1) 1,081 0,114 0,301 0,015 
PVC Rugoso (2) 0,469 0,053 0,933 0,05 
 
8 
 
Tabela 6.: Valores de Coeficiente de Rugosidade Experimental e Teórico 
Tubos 
Vazão = 2000 LPH Vazão = 3000 LPH 
C experimental C teórico C experimental C teórico 
PVC Liso (1) 62,14 150 178,75 150 
PVC Rugoso (2) 92,24 150 94,1 150 
 
6 CONCLUSÃO 
Através de todos os fundamentos teóricos e as atividades experimentais, conclui-
se que o fluxo é inversamente proporcional ao coeficiente de atrito, proporcional à perda 
de carga e ao coeficiente de rugosidade. A tubulação afeta diretamente o valor das 
pressões máximas, mínimas e finais. Portanto, através dos dados obtidos, em teoria, 
podemos verificar o coeficiente de atrito teórico e o encontrado no experimento, conforme 
mostrado na tabela 6, após a análise dos dados finais, temos que os resultados obtidos 
através do experimento são muito diferentes dos valores teóricos usados para cálculos em 
sala de aula. Os valores de “C” experimentais do tubo de PVC liso foi o que apresentou 
maior diferença em relação aos valores da literatura, ultrapassando-o, já o PVC rugoso 
mostrou resultados também diferentes ao tabelado. Isso pode ser justificável pela falta de 
manutenção do aparelho e/ou erros técnicos de execução e manuseio dos aparelhos. 
REFERENCIAS 
PORTO, Rodrigo de Melo. Hidráulica básica. [S.l: s.n.], 1998. 
VIANA, Dandara. Perda de carga: Entenda o que é. [S. l.], 14 jan. 2019. Disponível em: 
https://www.guiadaengenharia.com/perda-carga/. Acesso em: 29 maio 2022. 
 
 
 
 
 
 
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ANEXO – Memorial de cálculo 
 
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