Aula de Bombas

Perdas de Cargas 
•  O escoamento interno em tubulações 
sofre forte inflluência das paredes, 
dissipando energia devido ao atrito. 
•  Essa disipação de energia provoca um 
abaixamento da pressão total do fluido ao 
longo do escoamento, que é denominada 
perda de carga. 
Perdas de Carga 
•  As perdas de cargas podem ser 
distribuidas ou localizadas, dependendo 
do motivo que as causam: 
•  Perdas de cargas distribuidas 
•  Perdas de cargas localizadas 
Perdas de Carga 
•  Perdas de cargas distribuidas: a parede 
dos dutos retilineos causa uma perda de 
carga de pressão distribuida ao longo do 
comprimento do tubo fazendo com que a 
p r e s s ã o t o t a l v á d i m i n u i n d o 
gradativamente ao longo do comprimento 
e por isso é denominada perda de carga 
distribuida. 
Perdas de Carga 
•  Perdas de cargas localizadas: é 
causada 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 de velocidade, 
em modulo e direção, intensificando a 
perda energia. O escoamanento sofre 
perturbações bruscas em pontos da 
instalaçao 
 
 Desse modo, as perdas de cargas 
ocorridas pela condução da água ou um outro fluído 
qualquer em um sistema de recalque, podem ser 
classificadas em: 
 - Perda de carga ao longo das canalizações. 
 - Perdas de carga localizadas, locais ou 
acidentais. 
 Darcy conclui que, em tubos circulares, 
a resistência ao escoamento da água é: 
 - diretamente proporcional ao 
comprimento (L) da canalização; 
 - inversamente proporcional ao 
diâmetro (D), elevado a uma potência (m); 
 - função da velocidade (V) elevada a uma 
potência (n): 
 - variável com a rugosidade das paredes da 
tubulação (K = coeficiente de rugosidade); 
 Observou, ainda, que a perda de energia em uma 
dada canalização independe da posição da tubulação, 
bem como, independe da pressão interna sob a qual o 
líquido escoa. 
 Assim, segundo DARCY, a perda de carga, é dada 
pela equação 5: 
 
 (5) hf K
LV
D
n
m= .
.
 Pela equação (5) verifica-se que quanto mais extensa for a canalização maior será a perda de carga. Da mesma 
maneira, maiores perdas serão observadas quando do 
emprego de maiores velocidades. O coeficiente K mostra que, 
comparando-se duas canalizações, as maiores perdas serão 
verificadas nas tubulações que se apresentam com paredes 
mais rugosas. Por exemplo, tomando-se uma canalização de 
ferro-fundido, ter-se-á, para uma dada condição, uma perda 
de carga maior se tal canalização fosse constituída por tubos 
de PVC, devido, justamente, a maior rugosidade apresentada 
pelo ferro-fundido. 
 A relação entre a perda de carga total e o 
comprimento da canalização é definida como perda de carga 
unitária em m/m, dada pela equação 6. 
J = hf (6) 
 L 
J = perda de carga unitária 
hf = perda de carga total 
L = comprimento da canalização 
 
 
4.1 - Perda de carga ao longo da canalização 
 A determinação da perda de carga ao 
longo da canalização pode ser feita através do emprego 
de fórmulas, ábacos e tabelas definidas por inúmeros 
autores que pesquisaram o assunto. 
No Brasil, uma das fórmulas que foi muito utilizada no 
cálculo de condutores de diâmetros superior a 2” é a de 
Hazen-Williams, podendo ser observada nas equações 7 
e 8. 
 V = 0,355.C.D.0,63.J,0,54 (7) 
 ou 
 Q = 0,2785.C.D2,63.J0,54 (8)
 
 
Onde: 
V ⇒ velocidade média em m/s; 
C ⇒ coeficiente determinado experimentalmente e que 
depende do material empregado na execução das 
paredes da tubulação e do estado das mesmas (Tabela 
1); 
D ⇒ diâmetro da tubulação em m; 
J ⇒ perda de carga unitária 
Q ⇒ descarga ou vazão, em m3/s. 
 Resultados aproximados podem ser obtidos 
através do emprego do ábaco de Hazen-Williams 
mostrado na figura 15 e definido para C = 100. Para 
outros valores de C, recalcula-se os valores obtidos em 
função dos fatores de conversão, também incluídos na 
figura 15. 
 No emprego da fórmula de Hazen-Williams 
deve-se tomar cuidado especial na escolha do coeficiente 
C, principalmente quando se trata de tubulações 
executadas com ferro fundido ou aço. Como pode ser 
observado na Tabela II, os valores de C para ferro fundido 
e aço decrescem com o tempo de uso dos tubos, devido 
ao processo chamado de “envelhecimento” da tubulação. 
 
 
 Desse modo o coeficiente C a ser adotado deve 
estar de acordo com a vida útil esperada para a 
tubulação. 
 
 Outra equação, também empregada, é a de Fair-
Whipple Hisao, estabelecida para encanamentos de aço 
galvanizado de pequenos diâmetros (até 50 mm), 
conforme equação 9. 
J = 0,002021 Q 1,88 (9) 
 D4,88 
 
Figura 15 – Normograma de Hazen-Williams, para C = 100. 
 
TUBOS DE: 
- Aço corrugado (chapa ondulada) ...................................................... 60 
- Aço com juntas “Lock-bar”, novos .................................................. 130 
- Aço galvanizado (novos e em uso) ................................................... 125 
- Aço rebitado, novos ........................................................................ 110 
- Aço rebitado, em uso ...................................................................... 85 
- Aço soldado, novos ........................................................................ 120 
- Aço soldado, em uso ........................................................................ 90 
- Aço soldado com revestimento especial (novos e em uso) ................... 130 
- Chumbo ....................................................................................... 130 
- Cimento-amianto .......................................................................... 140 
- Cobre ........................................................................................... 130 
- Concreto: Bom acabamento ............................................................ 130 
- Concreto: Acabamento comum ...................................................... .. 120 
- Ferro fundido, novos ...................................................................... 130 
- Ferro fundido, em uso .................................................................... 90 
- Ferro fundido, tubos revestidos de cimento ...................................... 130 
- Grês cerâmico vidrado (manilhas) ................................................... 110 
- Latão ........................................................................................... 130 
- Madeira, em aduelas ...................................................................... 120 
- Tijolos, condutos bem executados .................................................... 100 
- Vidro ........................................................................................... . 140 
- Plástico ....................................................................................... 140 
Tabela I - Valores do coeficiente C da equação de Hazen-Williams 
 TABELA II – VALORES DO COEFICIENTE C SEGUNDO OS DADOS 
ANALISADOS POR HAZEN-WILLIAMS 
 4.2 - Perda de carga localizada 
 As perdas de cargas localizadas assumem 
proporções importantes no caso dos condutos forçados por 
recalque, em razão do, normalmente, pequeno 
comprimento da tubulação, em relação às inúmeras peças 
especiais existentes nas canalizações de um sistema de 
recalque. O mesmo não acontece nos casos dos condutos 
forçados por gravidade, onde os valores das perdas de 
carga localizadas são praticamente desprezíveis em relação 
aos valores assumidos pelas perdas de carga ao