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Relatório Perda de Carga Distribuida

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PERDA DE CARGA DISTRIBUIDA
Profº Eduardo
								Grupo:
Davi Garcia Luca R.A.: C108197
Denilson Araujo R.A.:C01BEE9
Fabiano da Costa Pereira R.A.: C343285
Reginaldo Biaggi Vicente R.A.: C330AI7
São José do Rio Pardo
Abril de 2016
SUMÁRIO
									PAG
1 – INTRODUÇÃO									02	
2 – OBJETIVO									04	
3 – PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS					05
4 – RESULTADOS									06
5 – CONSIDERAÇÕES FINAIS							08	
			
1- INTRODUÇÃO
PERDA DE CARGA
Considera-se forçado o conduto no qual o líquido escoa sob pressão diferente da atmosférica. A canalização funciona, sempre, totalmente cheia e o conduto é sempre fechado. As canalizações de distribuição de água nas cidades são exemplos de condutos forçados e os rios e canais constituem o melhor exemplo de condutos livres.
O líquido ao escoar em um conduto é submetido a forças resistentes exercidas pelas paredes da tubulação e por uma região do próprio líquido. Nesta região denominada camada limite há um elevado gradiente de velocidade e o efeito da velocidade é significante. A consequência disso é o surgimento de forças cisalhantes que reduzem a capacidade de fluidez do líquido. O conceito de camada limite foi desenvolvido em 1904 por Ludwing Prandtl.
PERDA DE CARGA EM TUBULAÇÕES CIRCULARES
A canalização da Figura 1 mostra um líquido que flui de (1) para (2). Parte da energia se dissipa sob a forma de calor e, a soma das três cargas em (2) não é igual a carga total em (1). A essa diferença, indicada por hf1,2 ou, mais comumente usada como ∆h, dá-se o nome de perda de carga, que é de grande importância nos problemas de engenharia.
Figura 1 – Análise da energia no escoamento de fluidos (Bunetti, F., Mecânica dos Fluidos, Prentice Hall, 2ª ed. 2009)
Logo a perda de carga distribuída entre duas seções de uma tubulação é igual a diferença entre as cargas totais das duas seções:
H= perda de carga (m)
P=pressão (Pa)
g=aceleração da gravidade (m/s²)
v=velocidade(m/s)
z=cotas (m)
y=peso específico (N/m³)
A perda de carga pode ser calculada segundo diferença de pressões, se a altura e velocidades do escoamento em 1 e 2 forem iguais.
 
CLASSIFICAÇÃO DAS PERDAS DE CARGA
A perda de carga, denotada por, ∆h, é classificada em perda de carga distribuída (contínua) ao longo da tubulação e, perda de carga localizada (singular) devido a presença de conexões, aparelhos, singularidades em pontos particulares do conduto.
As perdas distribuídas (hf) ocorrem devido ao atrito entre as diversas camadas do escoamento e ainda ao atrito entre o fluido e as paredes do conduto (efeito da viscosidade e da rugosidade). Com o intuito de estabelecer leis que possam reger as perdas de carga em condutos, já há cerca de dois séculos estudos e pesquisas vêm sendo realizados. Atualmente a expressão mais precisa e utilizada universalmente para análise de escoamento em tubos, e que foi proposta em 1845, é a conhecida equação de Darcy-Weisbach:
v= velocidade média do escoamento 
D= diâmetro do conduto
L= comprimento do conduto
g= aceleração da gravidade
f= coeficiente de perda de carga (adimensional; depende basicamente do regime de escoamento)
Se o escoamento do fluido for laminar, então f pode ser calculado diretamente pela fórmula: 
 
2 - OBJETIVO
Este relatório pretende descrever experimentos realizados com água percorrendo um sistema de tubos de aço galvanizado. Com medições de pressão, objetiva-se: verificar a influência do diâmetro do tubo sobre a perda de carga, verificar a influência da vazão sobre a perda de carga, discutir os resultados obtidos de acordo com os conceitos teóricos de escoamento dos fluidos.
 
3 - PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS
MATERIAIS UTILIZADOS
Utilizou-se para este experimento a unidade de análise de vazão instalada no laboratório de mecânica dos fluidos.
02 bombas centrífugas
01 Rotâmetro
Tubulação de ½”e ¾”
Manômetro
Módulo Hidráulico
Bancada Terzi
Mangueiras
Termômetro
PROCEDIMENTOS
Fechar todos os registros. Verificar se todas as tomadas de pressão não utilizadas encontram-se devidamente fechadas. Acionar a bomba hidráulica. Não deverá haver reação nos medidores de pressão. Abrir os registros dos dutos de medida, regulando-os para uma vazão pequena, com a finalidade de retirar o ar das mangueiras. Foi medido a temperatura da água direto no reservatório. Liberou-se certa vazão para tubulação, e tomou-se medidas de pressão pelo manômetro de Diminui-se a vazão gradativamente, a fim de se obter nove valores de vazão e suas respectivas diferenças de pressão.
4 - RESULTADOS
	
	
	TUBO 3/4
	TUBO 1/2
	MEDIÇÃO
	Q(m³/H)
	PE (PA)
	PD (PA)
	PE' (PA)
	PD' (PA)
	P1E (PA)
	P2D (PA)
	1
	7,25
	7800
	200
	14400
	0
	16600
	7400
	2
	9
	3500
	0
	10300
	0
	12100
	4000
	3
	9,5
	1100
	0
	8600
	0
	10100
	2500
	4
	10
	0
	0
	7000
	0
	8700
	1000
	5
	12
	0
	0
	0
	0
	0
	0
	6
	10,5
	0
	0
	3400
	0
	5000
	0
	7
	8
	5700
	0
	13200
	0
	14400
	6200
	8
	7,5
	6800
	100
	13900
	0
	15800
	6700
	9
	8,5
	4700
	0
	11600
	0
	12800
	4500
	TUBO 1/2
	
	TUBO 3/4
	MEDIÇÃO
	H
	
	MEDIÇÃO
	h
	1
	9,2
	
	1
	7,6
	2
	8,1
	
	2
	3,5
	3
	7,6
	
	3
	1,1
	4
	7,7
	
	4
	0
	5
	0
	
	5
	0
	6
	5
	
	6
	0
	7
	8,2
	
	7
	5,7
	8
	9,1
	
	8
	6,7
	9
	8,3
	
	9
	4,7
	MEDIÇÃO
	Q=(m³/s)
	N° Re
	f1
	f2
	
	DADOS
	1
	0,00201389
	235682,82
	0,00252159
	0,00027155
	
	d=0,012779
	2
	0,0025
	292571,77
	0,00075356
	0,00021875
	
	µ=8,514x10-4
	3
	0,00263889
	308825,76
	0,00021256
	0,00020724
	
	ρ=1000
	4
	0,00277778
	325079,75
	0
	0,00019687
	
	L=2,3m
	5
	0,00333333
	390095,69
	0
	0,00016406
	
	π = 3,1415
	6
	0,00291667
	341333,73
	0
	0,0001875
	
	
	7
	0,00222222
	260063,8
	0,00155321
	0,00024609
	
	
	8
	0,00208333
	243809,81
	0,00207725
	0,0002625
	
	
	9
	0,00236111
	276317,78
	0,00113448
	0,00023162
	
	
5 – CONSIDERAÇÕES FINAIS
CONCLUSÃO
Neste experimento, fizemos a análise de um escoamento interno de um fluido em um tubo cuja seção transversal é circular. Para tal, utilizamos uma relação aproximada entre pressão, velocidade e altura, conhecida como equação de Bernoulli. Isso, porque a aproximação de Bernoulli é bastante conveniente nas regiões de escoamento onde as forças viscosas ou resultantes de atrito são desprezíveis em comparação a outras forças que atuam sobre as partículas do fluido, tais como a gravidade e a pressão. Também, pelo fato de ser um escoamento interno em um tubo circular, pudemos classificar o regime de escoamento do fluido mediante a aplicação de uma relação entre forças inerciais e forças viscosa, conhecida como número de Reynolds.
. 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Bunetti, F., Mecânica dos Fluidos, Prentice Hall, 2ª ed. 2009
https://www.eecis.udel.edu/~portnoi/academic/academic-files/perdadecarga.html
ÇENGEL, Y. A; CIMBALA, J. M. Mecânica dos Fluidos – Fundamentos e Aplicações.
São Paulo: McGraw-Hill, 2007.

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