lab mecflu 2017 1 roteiro02

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Faculdade Pitágoras – Guarapari - ES 
Mecânica dos Fluidos/Fenômenos de Transporte, 2017/1 – Profª. Míriam Klippel 
ROTEIRO DE AULA PRÁTICA 
Data:____________________________ Turma:____________________________ 
Equipe: 
Aluno (a):______________________________________________ Turma: ________________________ 
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EXPERIMENTO DE PERDA DE CARGA POR ESCOAMENTO EM ACESSÓRIOS 
HIDRÁULICOS 
 
1. OBJETIVO 
 
Aplicar a coleta de todos os dados de pressão de entrada e saída em determinados trechos de canalização, 
analisar o resultado das perdas de carga. Comparar entre diâmetros, rugosidades e singularidades, e então 
interpretar estes resultados corroborando com a teoria aplicada. 
 
2. INTRODUÇÃO TEÓRICA 
 
O conceito de perda de carga surge nos sistemas reais, em que as perdas energéticas são significativas, ou seja, 
em escoamentos de condutos forçados, a partir da Equação de Bernoulli, é possível, de modo geral, fazer o 
balanço energético entre dois pontos quaisquer de um sistema genérico: 
 
 
 
 
 
 
𝐻1 = 𝐻2 + 𝐻𝑝1,2 
Ou seja, 
 
𝐻𝑝1,2 = 𝐻1 − 𝐻2 = ∆𝐻 
 
A “perda de carga” (𝐻𝑝1,2 = ∆𝐻) pode ser dividida em dois tipos, a depender do motivo que as causa, logo, 
podem ser divididas em distribuídas (ℎ𝑓) ou singulares (ℎ𝑠). 
 
• Perda de carga distribuída: Ocorre devido aos trechos retilíneos de tubulação, ou seja, devido ao atrito 
entre as camadas do fluido no escoamento e ainda do atrito entre as paredes do conduto. A perda de 
carga distribuída irá ocorrer ao longo dos condutos; logo dependerá, do diâmetro da tubulação 𝐷𝐻, 
assim como do comprimento 𝐿, velocidade do escoamento v e das características do fluido e do 
conduto como mostra a equação abaixo. 
ℎ𝑓 = 𝑓
𝐿
𝐷𝐻
v2
2𝑔
 
 
O fator 𝑓 é o coeficiente de perda de carga distribuída, um número adimensional que engloba os efeitos da 
parede e das condições do escoamento 𝑓 = ∅(𝑅𝑒,
𝐷𝐻
𝐾⁄ ), onde 𝑅𝑒 é o número de Reynolds e 
𝐷𝐻
𝐾⁄ é a 
rugosidade relativa de condutos forçados industriais. Existem inúmeras correlações na literatura para calcular 
o valor de 𝑓. 
 
• Perda de carga singular: Ocorre devido à presença de acessórios na tubulação (tês, curvas, válvulas...), 
que são adicionadas as tubulações tanto para promover a junção de dois tubos ou para mudar a direção 
do escoamento, ou ainda para controlar a vazão. A perda de carga singular pode ser calculada a partir 
do coeficiente de perda de carga distribuída 𝐾𝑠, ou pelo comprimento equivalente (𝐿𝑒𝑞). Os valores de 
𝐾𝑠 são obtidos experimentalmente para cada singularidade e são tabelados. 
 
ℎ𝑠 = 𝐾𝑠
v2
2𝑔
= 𝑓
𝐿𝑒𝑞
𝐷𝐻
v2
2𝑔
 
 
 
3. EQUIPAMENTOS E MATERIAIS 
 
Para a medição de perda de carga será utilizado um circuito fechado onde o escoamento pressurizado pode ser 
criado. Esse circuito é composto: 
- uma bomba; 
- um reservatório de água com válvula de bloqueio; 
- Tubulação de realimentação, curta com diversas conexões; 
- Registro de gaveta, utilizado para controlar vazão; 
- Manômetro de Bourdon, ligados em dois pontos distintos da tubulação para medir a diferença de pressão 
entre dois pontos da tubulação; 
- Recipiente com medição de volume, utilizado para se obter a vazão (Se necessário, comparar a medição da 
vazão com os demais instrumentos da bancada); 
- Cronômetro, utilizado para se obter o tempo de coleta de volume. 
 
 
4. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
 
Realizado pelo Responsável Técnico do Laboratório 
 
a) Abrir e fechar as válvulas do circuito como orientação do professor. 
b) Ligar a bomba (220 V). Sempre garantir a unicidade do caminho da água do circuito, regulando os 
vários registros (abertura máxima), fazendo toda a vazão passar somente pelo tubo e peças desejados 
a uma vazão constante. 
c) Encher o reservatório com água até um nível estipulado e cronometrar o tempo para calcular a vazão 
volumétrica. 
d) Conectar as mangueiras nos pontos onde há interesse em medir as perdas de carga. Anotar a 
singularidade escolhida e os ramos utilizados. 
 
Dados coletados: 
 
Perda de carga experimental 
 
Diâmetro tubo: Tipo do tubo: 
Comprimento do tubo: 
Entrada (bar) Entrada (Pa) Saída (bar) Saída (Pa) ∆𝐻 
 
 
1 bar = 100000 Pa, 1”=0,0254 m 
 
Vazão volumétrica 
 
Dimensões tanque: 
Comprimento: Largura: 
Dados para calcular vazão volumétrica: 
Altura 01 (m): Tempo 01 (s): 𝑄𝑉1 
Altura 01 (m): Tempo 02 (s): 𝑄𝑉2 
Altura 01 (m): Tempo 03 (s): 𝑄𝑉3 
Média (m³/s): 
 
- Desenho esquemático da bancada hidráulica com os ramais utilizados: 
 
5. CALCULOS E ANÁLISES DOS RESULTADOS 
 
Exercícios: 
1) Calcule a perda de carga teórica para o caso analisado. Pesquise formas de calcular o fator 𝑓. 
2) Comente sobre o resultado teórico e experimental. 
3) Descreva o procedimento usado para medir a vazão volumétrica. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6. BIBLIOGRAFIA 
 
BRUNETTI, Franco.; Mecânica dos fluidos; 2. Ed. rev.; Pearson prentice Hall; São Paulo; 2008. 
ESCOLA VIVA. Disponível 
em:<http://www.ctec.ufal.br/professor/mgn/AulaPratica03A05PerdaDeCarga.pdf>. Acesso em: 02 nov. 
2016.