PERCA DE CARGA LOCALIZADA

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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE GOIAS
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA
HIDRÁULICA – PROF.: LUCYENE
SHAYRA MATOS CUNHA
PERDA DE CARGA LOCALIZADA
GOIANIA
17 DE OUTUBRO DE 2013
INTRODUÇÃO
Na prática as canalizações não são constituídas exclusivamente de tubos retilíneos e de mesmo diâmetro. Usualmente, as canalizações apresentam peças especiais (válvulas, registros, medidores de vazão etc) e conexões (ampliações, reduções, curvas, cotovelos, tês etc) que pela sua forma geométrica e disposição elevam a turbulência, resultando em perdas de carga. Estas perdas são denominadas localizadas, acidentais ou singulares.
Ocorrem sempre que houver uma mudança da velocidade de escoamento, em grandeza ou direção. Este fenômeno sempre ocorre quando o fluido passa por um obstáculo físico. 
Os obstáculos físicos mais comuns são: curvas, ramificações, registros abertos parcial ou totalmente, reduções, ampliações, entradas e saídas de canalizações, entradas e saídas de bombas, crivos nas sucções das bombas. 
Perda de Carga
O escoamento interno em tubulações sofre forte influência das paredes dissipando energia devido ao atrito.
As partículas em contato com a parede adquirem a velocidade da parede, ou seja, velocidade nula, e passam a influir nas partículas vizinhas através da viscosidade e da turbulência, dissipando energia.
Essa dissipação de energia provoca um abaixamento da pressão total do fluido ao longo do escoamento que é denominado de Perca de Carga.
A perda de carga pode ser distribuída ou localizada, dependendo do motivo que a causa:
Perda de Carga Distribuída: a parede dos dutos retilíneos causa uma perda de pressão distribuída ao longo do comprimento do tubo, fazendo com que a pressão total vá diminuindo gradativamente ao longo do comprimento e por isso é denominado de Perda de Carga Distribuída;
Perda de Carga Localizada: este tipo de perda de carga é causado pelos acessórios de canalização, isto é, as diversas peças necessárias para a montagem da tubulação e para o controle do fluxo do escoamento, que provocam variação brusca da velocidade, em módulo ou direção, intensificando a perda de energia nos pontos onde estão localizadas, sendo por isso conhecidas como Perdas de Carga Localizadas. O escoamento sofre perturbações bruscas em pontos da instalação tais como em válvulas, curvas, reduções, etc.
Perda de Carga Localizada
A perda localizada ocorre sempre que um acessório é inserido na tubulação, seja para promover a junção de dois tubos, ou para mudar a direção do escoamento, ou ainda para controlar a vazão.
A ocorrência da perda de carga é considerada concentrada no ponto provocando uma queda acentuada da pressão no curto espaço compreendido pelo acessório.
As perdas de carga localizadas podem ser expressas pela equação geral:
Onde:
Vi = é a velocidade média do fluxo (m/s). Em ampliações e reduções refere-se, à secção de maior velocidade ou, no caso das peças especiais, refere-se à velocidade média na tubulação. 
Ki = é um coeficiente empírico (veja tabela) que é praticamente constante para valores de Número de Reynolds (Re) maior que 50000.
Valores do coeficiente K, para os elementos mais comuns das canalizações, são apresentados na tabela abaixo:
	Perda de Carga em Peças Especiais 
	Peça
	K
	Alargamento gradual
	0,3
	Bocais
	2,75
	Comporta aberta
	1,0
	Curva de raio Longo
	0,25 a 0,4
	Curva de raio curto (cotovelo de 90°)
	0,9 a 1,5
	Curva de 45°
	0,2
	Cotovelo de 45°
	0,4
	Curva de 22° 30°
	0,1
	Curva de retorno
	2,2
	Crivo
	0,75
	Redução gradual
	0,15
	Medidor venturi
	2,5
	Registro de gaveta aberto
	0,2
	Registro de globo aberto
	10
	Registro de ângulo aberto
	5
	Junção
	0,4
	T de passagem direta
	0,6
	T de saida tateral
	1,3
	T de saida bilateral
	1,8
	Válvula de retenção
	2,5
	Válvula de pé
	1,75
Método do Coeficiente de Perda em Função da Carga Cinética
O acessório tem sua perda de carga localizada calculada através do produto de um coeficiente característico pela carga cinética que o atravessa.
Cada tipo de acessório tem um coeficiente de perda de carga característico, normalmente indicado pela letra K.
A perda causada pelo acessório, em m.c.a, é calculada pela expressão:
Coeficientes de perda localizada.
A perda de carga total do sistema é dada pela somatória das perdas de carga dos acessórios mais a perda distribuída do tubo, resultado na expressão abaixo, na qual a carga cinética foi colocada em evidência.
1.2.2 Método do Comprimento Equivalente ou Virtual
Sob o ponto de vista da perda de carga, uma canalização composta de diversas peças especiais e outras singularidades equivalem a um encanamento retilíneo de maior comprimento. É nesta simples ideia que se baseia o método do comprimento virtual. 
O método consiste em se adicionar ao comprimento real da tubulação um comprimento extra (o chamado comprimento equivalente), que corresponde ao mesmo valor de perda de carga que seria causado pelas peças especiais que compõem a tubulação. Desta forma, cada singularidade da tubulação corresponde a um certo comprimento fictício adicional de tubo, que recebe o nome de comprimento equivalente. A figura abaixo ilustra este processo. 
A perda de carga total ao longo da tubulação é calculada pelos métodos usuais de cálculo da perda de carga contínua, considerando o COMPRIMENTO VIRTUAL da tubulação (LVIR ) :
É definido como um comprimento de tubulação, leq, que causa a mesma perda de carga que o acessório. Os comprimentos equivalentes dos acessórios presentes na tubulação são “adicionados” ao comprimento físico da tubulação fornecendo um comprimento equivalente, Leq.
Matematicamente o comprimento equivalente pode ser calculado pela expressão:
Este comprimento equivalente permite tratar o sistema de transporte de líquido como se fosse um único conduto retilíneo. Nessa condição a perda de carga total do sistema pode ser avaliada pelas equações:
 
Onde o comprimento L é substituído pelo comprimento equivalente Leq.
O comprimento equivalente de cada tipo de acessório pode ser determinado experimentalmente e o valor obtido é válido somente para o tubo usado no ensaio.
Para uso em tubos diferentes os valores devem ser corrigidos em função das características do novo tubo. Existem também tabelas de fácil utilização onde são constados os comprimentos equivalente dos principais componentes de um sistema hidráulico.
Comprimento equivalente para peças metálicas, ferro galvanizado e ferro fundido.
Tabela.1.3.2. Comprimentos equivalentes, para peças específicas.
Comprimentos equivalentes para peças de PVC rígido ou cobre:
 Tabela.1.3.3. Comprimentos equivalentes, para peças em PVC.
CONCLUSÃO
Nas tubulações de recalque as perdas de carga localizadas são de suma importância uma vez que têm influência direta no dimensionamento hidráulico em um sistema de irrigação, principalmente no que tange as reduções concêntricas utilizadas nas linhas de distribuição. As perdas de carga localizada produzidas por essas reduções são relativamente altas e devem ser consideradas com bastante critério no dimensionamento hidráulico do sistema de irrigação.
BIBLIOGRAFIA
http://www.infopedia.pt/$argila , acessado pela última vez em 21/10/2013, ás 23:17 horas;