GUIA PERDA DE CARGA DISTRIBUÍDA

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Universidade Paulista - UNIP Instituto de Ciências Exatas e Tecnológicas 
 
 
 
Laboratório Mecânica dos Fluidos 
 
 
 
 
Determinação de perdas de carga distribuídas 
 
 
 
 
 
Guia do aluno 
 
 
Nome: 
 
 
RA: 
 
 
Turma: 
 
 
Curso: 
 
 
Experimento: Perda de Carga Distribuída 
 
Objetivo: 
O objetivo desse experimento é verificar a queda de pressão que ocorre em trecho de 
tubulação da bancada didática do laboratório de hidráulica, bem como levantar 
informações importantes como a rugosidade do tubo (e) e o fator de atrito (f). Ao final, 
deve-se traçar a curvas da perda de carga em função da vazão (HPC1-2 = f(Qv))para se 
analisar o escoamento e as respectivas perdas. 
 
Breve introdução teórica 
Quando um fluido escoa ao longo de condutos, o Princípio da aderência provoca a 
formação de diagramas de velocidades nas seções do 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 do escoamento. Conhecer 
essa queda de pressão do escoamento em uma tubulação é de grande importância para 
projetos hidráulicos. 
Durante o escoamento, o atrito provoca uma perda de energia no fluido que pode ser 
detectada pela queda irreversível da pressão. Considerando o tubo da figura abaixo e 
aplicando a equação da energia entre as seções 1 e 2, essa queda de pressão pode ser 
mensurada: 
 
 
 
 
 
Aplicando a equação da Energia em (1) e (2) temos: 
𝑷𝟏−𝑷𝟐
𝝆𝒈
=
𝒗𝟐
𝟐−𝒗𝟏
𝟐
𝟐𝒈
+ (𝒛𝟐 − 𝒛𝟏) + 𝑯𝒑𝒄𝟏−𝟐 (1) 
 
As perdas de energia (também chamada de perdas de carga) durante um escoamento 
podem ser divididas em dois tipos: 
1. As perdas devido ao atrito (HPCD1-2); 
2. As perdas devido às singularidades (HPCS1-2); 
1 2 
L 
Assim, a perda de carga total para um escoamento será: 
 
𝑯𝑷𝑪𝟏−𝟐 = 𝑯𝑷𝑪𝑫𝟏−𝟐 +𝑯𝑷𝑪𝑺𝟏−𝟐(2) 
 
Considerações: 
 D1=D2 → o que implica que as velocidades nos pontos amostrados serão iguais; 
 z1 = z2 → pois o conduto e horizontal e os pontos amostrados estão dispostos a 
uma mesma altura. 
 Não existem perdas singulares. 
 P1 – P2 = ∆P 
 
A equação da energia torna-se: 
 
∆𝑷
𝝆𝒈
= 𝑯𝑷𝑪𝑫𝟏−𝟐(3) 
 
Onde a perda de carga devido ao atrito pode ser encontrada com o auxílio da equação: 
 
𝑯𝑷𝑪𝑫𝟏−𝟐 = 𝒇
𝑳
𝑫
𝒗𝟐
𝟐𝒈
 (4) 
Sendo f o fator de atrito de Darcy, v a velocidade média do escoamento, L o 
comprimento do tubo e D o diâmetro do tubo. 
O fator de atrito de Darcy é dependente do número de Reynolds do escoamento e da 
rugosidade relativa (e/D). 
 
Procedimento Operacional 
1)Ligar a bomba 
2)Abrir o registro na saída da bomba, estabelecendo a vazão máxima na instalação 
3)Fazer medições de ∆P para 5 valores de vazão. 
4)Encontrar o fator de atrito utilizando o diagrama de Moody, conforme procedimento 
de cálculo: 
4.1-Determinar a velocidade do escoamento através do trecho reto do tubo 
4.2-Determinar o número de Reynolds 
4.3-Encontrar o fator de atrito com o diagrama de Moody 
4.4-Determinar a perda de carga em trecho reto (Equação 4) 
4.5-Determinar a perda de carga em função da diferença de pressão (Equação 3) 
Lembrando que a velocidade média do escoamento é obtida conforme: 
𝑸𝒗 = 𝑽𝑨 
 
Para encontrar o fator de atrito obtido experimentalmente é utilizado o diagrama de Moody em 
função do número de Reynolds para tubos lisos 
 
5)Apresentar tabela com resultados e cálculos fundamentais: 
 
Tabela: Medições de vazão e diferença de pressão 
Observações sobre a tabela: 
O termo a que acompanha o valor de perda de carga corresponde ao resultado 
experimental (obtido com o diagrama de Moody) 
Dados e Constantes 
g = 9,8 m/s2 ; D = 0,019 m, (densidade da água = 1000 kg/m³, 
Viscosidade absoluta da água 1x10^-3 Pa.s, L= 1,7 m. 
Material do tubo: tubo liso. 
Número de Reynolds: 
 
𝑹𝒆 =
𝝆𝑽𝑫
µ
 (6) 
 
6)Considerando o escoamento adiabático, o aluno deve avaliar experimentalmente o 
efeito térmico da perda de carga utilizando a seguinte equação: 
 
 Qv (m3/h) Qv (m3/s) ΔPmed (Pa) v(m/s) f 𝑯𝑷𝑪𝑫𝟏−𝟐𝒂 𝑯𝑷𝑪𝑫𝟏−𝟐𝒃 
1 
2 
3 
4 
5 
𝑯𝑷𝑪𝑫𝟏−𝟐𝒂 =
𝑪𝒑
𝒈
(𝑻𝟐 − 𝑻𝟏) 
Considerar o calor específico da água como Cp = 1 kJ/kg.K 
 
7)Os resultados da avaliação anterior devem aparecer na seguinte tabela: 
𝑯𝑷𝑪𝑫𝟏−𝟐𝒂 ΔT (T2 – T1) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Conclusões da prática: 
-Análise de resultados, comparando as perdas de carga obtidas pelos dois métodos, 
explicando as possíveis diferenças. 
-Análise de resultados, considerando o resultado do efeito térmico0 da perda de carga.