Relatório Perda de Cargas

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Introdução
Sempre que um fluido se desloca no interior de uma tubulação ocorre atrito deste fluido com as paredes internas desta tubulação, ocorre também uma turbulência do fluido com ele mesmo, este fenômeno faz com que a pressão que existe no interior da tubulação vá diminuindo gradativamente à medida com que o fluido se desloque, esta diminuição da pressão é conhecida como “Perda de Carga (P) ”. 
Desta forma a perda de carga seria uma restrição à passagem do fluxo do fluido dentro da tubulação, esta resistência influenciará diretamente na altura manométrica de uma bomba (H) e sua vazão volumétrica (Q), e em caso de sistemas frigoríficos, a diminuição de sua eficiência frigorífica. Em resumo, em ambos os casos um aumento de potência consumida.
O transporte de fluidos e feito através de condutos destinados a esta finalidade e podem ser abertos ou condutos fechados. Se tratando de condutos fechados, h´\ duas variáveis fundamentais para o cálculo da perda de carga nos dutos, onde a pressão é maior que a atmosférica, sendo assim, são denominados dutos sob pressão.
Objetivo
O objetivo deste experimento é determinar a perda de carga do escoamento, através da variação da pressão efetiva.
Fundamentação Teórica
O líquido ao escoar transforma (dissipa) parte de sua energia em calor. Essa energia não é mais recuperada na forma de energia cinética e/ou potencial e, por isso, denomina-se perda de carga. Trata-se de perda de energia devido ao atrito contra as paredes e à dissipação devido à viscosidade do líquido em escoamento.
Para efeitos de estudo e de cálculos para dimensionamentos em engenharia, a perda de carga, denotada por h ou hp, é classificada em perda de carga contínua, ou linear, denotada por: h’, hf ou hL; e perda de carga singular, h’’ ou hS.
As perdas de carga lineares são aquelas devido ao fluxo em trechos retilíneos de tubulação, enquanto que as singulares, são devidas à trechos curvos, à peças e dispositivos especiais instalados na linha onde se está verificando ou calculando as perdas de carga, sendo assim denominadas como perdas de carga singulares.
A Conservação de energia na teoria de Bernoulli, é dada pela seguinte equação:
H1 = H2 = Cte (mca) Equação de Bernoulli
H1 = H2 = HP1,2 . Onde HP1,2 é a perda de carga no escoamento
Número de Reynolds Re = p v D / u = v D/ U
Onde:
Re: número de Reynolds
V = velocidade (m/s)
D = 0,025 m diâmetro
U = 0,89X103 Ns/m2
V = viscosidade cinemática
P = 103 Kg/m3 
 ᵧ = 103 N/m3 (peso especifico)
Sendo:
Re <= 2000 – Laminar
Re < 2400 – transição
Re >= 2400 – Turbulento
 Para o Cálculo da conservação de energia e perda de carga nas seções temos:
H1 = H2 = HP1,2
Onde obtemos: 
(P1/ᵧ) + (v1/2g) +Z1 = (P2/ ᵧ) + (v2/2g) +Z2 + HP1,2
Procedimento
Tubulação sem mola:
Acionar um sistema de carga contendo uma bomba, e efetuar a medição de vazão;
Cronometrar o tempo para que a bomba encha o recipiente (tanque, obtendo em 10s a escala, ou seja a altura nível em Z);
Obtido o tempo, calcular a vazão (Q) uma vez obtido as variáveis nível e tempo;
Obtido o valor da vazão Q, calcular a velocidade de escoamento do fluido interno a seção;
Calcular a pressão (P), uma vez obtido a velocidade de escoamento. Obs.: velocidade cte por toda seção transversal;
Conhecido a pressão, calcular a a perda de carga (Hp1,2) no duto;
Calcular o número de Reynolds (Re) pela fórmula dada em fundamentação teórica;
Classificar o regime de escoamento segundo escala Reynolds (Regime Laminar, Transição e Turbulento).
Tubulação com mola:
Executar mesmo procedimento conforme executado para a tubulação sem mola.
Testes e Resultados
	Tubulação
	P1 (Pa)
	P2 (Pa)
	∆P (Pa)
	Hp (m.c.a)
	
	
	
	
	
	Sem mola
	66.000
	54.500
	11.500
	1,15
	Com mola
	81.200
	63.400
	17.800
	1,78
	Tubulação 
	Vazão (m3/s)
	Velocidade (m/s)
	Re
	Regime de escoamento
	
	
	
	
	
	Sem mola
	18,5 x 10-4
	3,77
	105.898
	TURBULENTO
	Com mola
	16,3 x 10-4
	3,32
	93.258
	TURBULENTO
Tubulação sem mola:
1.1 Cálculo da Velocidade
Área = = = 4,9 x 10 -4 m
Q = v. A v = = 18,5 x 10-4 / 4,9 x 10-4 v = 3,77 m/s 
1.2 Cálculo do índice de Reynolds (Re)
Re = = = = 105.898 
Tubulação com mola:
2.1 Cálculo da Velocidade
Área = = = 4,9 x 10 -4 m
Q = v. A v = = 16,3 x 10-4 / 4,9 x 10-4 v = 3,32 m/s 
2.2 Cálculo do índice de Reynolds (Re)
Re = = = = 93.258 
Conclusão
No experimento pode observa o comportamento da água por meio da introdução de uma mola na tubulação. Repetindo-se esse experimento para diferentes vazões, verifica-se que o escoamento tem caráter laminar quando o número de Reynolds é baixo (menor que 2000), para valores maiores, o escoamento é considerado turbulento. Essa turbulência é causada por flutuações locais na velocidade das partículas de fluido, que têm causas diversas; por exemplo, a introdução de uma mola. A viscosidade do fluido permite-lhe absorver essas flutuações de velocidade. É por isso que líquidos com maior viscosidade cinemática mantêm escoamento laminar a maiores velocidades que líquidos menos viscosos. Podemos concluir que como a relação velocidade/viscosidade cinemática é refletida justamente pelo número de Reynolds, é esse grupo adimensional que tem relevância na análise desse tipo de fenômeno.
Referências Bibliográficas
- BRUNETTI, F; Mecânica dos fluidos. Prentice Hall, 2009.
- http://www.suzuki.arq.br/unidadeweb/aula3/aula3.htm
- SILVA, W. T. P. Procedimentos para relatório de Número de Reynolds e Tipos de Escoamento, 2012.
	
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