Relatório Perda de carga

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DO MATO GROSSO DO SUL
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AULA PRÁTICA-PERDA DE CARGA EM ORGÃOS ACESSÓRIOS
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Dourados – MS
2017
UNIVERSIDADE ESTADUAL DO MATO GROSSO DO SUL
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Acadêmicas:	 Letícia Karoline e Thauany Pisarro
Prof.Dr r: Vinicius de Oliveira Ribeiro
Disciplina: Hidráulica
AULA PRÁTICA-PERDA DE CARGA EM ORGÃOS ACESSÓRIOS
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Dourados – MS
2017
METODOLOGIA
Sabendo que grande parte das aplicações da Hidráulica, dentro da Engenharia é voltada a respeito do uso de tubos, no que nada mais são que condutos utilizados para transporte de fluidos, normalmente de seção transversal circular. Quando funcionando com seção plena, estão sob pressão distintas da atmosférica e sem o funcionamento de seção, é como canais com superfície livre. 
Pensa-se em conduto forçado aquele em que líquido escoa sob pressão diferente da atmosférica. A canalização funciona, sempre, totalmente cheia e o conduto é sempre fechado.
Nessa experimento, as canalizações não são compostas apenas por tubos retilíneos e de mesmo diâmetro. Frequentemente, incluem ainda peças especiais e conexões que, pela forma e disposição aumentam a turbulência, ocasionam atritos e geram o choque de partículas, dando origem a perdas de carga. Além de, outras singularidades nas canalizações também provocam perdas de carga. A perda por resistência ao longo do conduto são chamadas de perda contínua e, perdas localizadas são aquelas acarretadas por peças especiais e demais singularidades de uma instalação.
Se usa o conceito de perda de carga entre dois pontos da tubulação a partir da equação de Bernoulli, que pode ser apresentada da seguinte forma:
Onde:
Carga de pressão;
 Carga de posição;
Carga cinética;
 Perda de carga. 
Se acontecer de os dois pontos (1 e 2), estiverem na mesma cota geométrica e considerando que a lei de conservação de massa é verídica, ou seja, a vazão para dois pontos de mesmo diâmetro é a mesma, tem-se que usar :
Sendo assim a perda de carga é dada pela diferença das cargas de pressão entre os dois pontos:
As atividades realizadas na pratica, foram feitas em três etapas, sendo as duas primeiras mais atreladas ao desenvolvimento e a outra para realização de testes e análise de resultados
Etapa 1 
 Inicialmente conectou-se as mangueiras dos manômetros nos pontos, para sim conseguir medir as perdas de carga;
 
 
Figura 1 - Manômetro digital Figura 2 Manômetro de pressão 
Foi usado tubulações de diferentes polegadas para realizar o experimento
Etapa 2
Foi regulado os registros de modo que em a vazão tivesse uma passagem apenas pelo tubo e acessórios desejados. Logo após a bomba foi ligada e os registros de alimentação abertos para assim permitir a passagem da água.
Etapa 3 
Nessa etapa tivemos a oportunidade de medir a vazão a partir da leitura dos manômetros, assim também conseguimos verificar a variação da vazão do sistema. 
.RESULTADOS E DISCUSSÃO
O transporte de fluidos é feito através de condutos projetados para este fim, esses condutos podem ser: abertos para a atmosfera ou fechados. Neste experimento foi utilizado os condutos fechados onde a pressão é maior que a atmosférica, sendo denominados dutos sobre pressão. Os escoamentos sob pressão são característicos nos escoamentos provocados por bombas hidráulicas. 
O escoamento dentro das tubulações sofrem forte influencia 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 por meio da viscosidade e da turbulência, dissipando energia. Essa dissipação de energia provoca um abaixamento da pressão total do fluido ao longo do escoamento denominado perda de carga. 
A perda de carga pode ser distribuída ou localizada, neste caso a perda de carga foi a localizada cujo 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 da velocidade, em módulo ou direção, intensificando a perda de energia nos pontos onde existem órgãos acessórios.
O mais importante neste experimento é verificar as diferentes medidas de pressão por meio do manômetro padrão (KPa) e do manômetro digital (mca), conhecer qual é mais preciso e qual é a porcentagem de erro para cada medição. 
EXPERIMENTO 1: a tubulação era de 1 polegada, as tubulações não tinham presença de ar significativa, a vazão dada pelo aparelho era de 4000 L/h
Tabela 1: Pressão dada pelo manômetro padrão (KPa) na tubulação de 1”
	
Órgãos Acessórios
	Antes da passagem pelos órgãos acessórios (Kpa)
	Após a passagem pelos órgãos acessórios (Kpa)
	Sem nenhum
	38
	-
	3 cotovelos de 90 graus, 1 registro (GVA) e 1 T de passagem direta
	
-
	
26
A diferença de perda de carga 38 Kpa – 26 Kpa= 12Kpa. Para fim de comparação os dados devem estar na mesma unidade de medida, por tanto será feita a conversão de unidades, de KPa para mca: 
	1 mca-------------9806,38 Pa	
X---------------- 12 x 10³ Pa
9806,38 X = 12 x 10³
X= 1,22 mca
A medição feita a partir do manômetro digital foi de 0,95 mca, a diferença de um aparelho para outro foi de 0,27 mca, com um erro de 27%, demonstrando que a falta de calibração dos equipamentos podem causar diversos problemas para as tubulações, em proporções pequenas como prediais não há um risco muito grande, no entanto em tubulações maiores o problema se torna muito maior. 
EXPERIMENTO 2: a tubulação era de 1”, as tubulações não tinham presença de ar significativa, a vazão dada pelo aparelho era de 5500 L/h
Tabela 2: Pressão dada pelo manômetro padrão (KPa) na tubulação de 1”
	
Órgãos Acessórios
	Antes da passagem pelos órgãos acessórios (Kpa)
	Após a passagem pelos órgãos acessórios (Kpa)
	Sem nenhum
	68
	-
	3 cotovelos de 90 graus, 1 registro (GVA) e 1 T de passagem direta
	
-
	
53
A diferença de perda de carga 68 Kpa – 53 Kpa= 15Kpa. Para fim de comparação os dados devem estar na mesma unidade de medida, por tanto será feita a conversão de unidades, de KPa para mca: 
1 mca-------------9806,38 Pa
X---------------- 15 x 10³ Pa
9806,38 x 10³ X = 15 x 10³
X= 1,53 mca
A medição feita a partir do manômetro digital foi de 1,80 mca, a diferença de um aparelho para outro foi de 0,27 mca, com um erro de 27%, demonstrando que a falta de calibração dos equipamentos podem causar diversos problemas para as tubulações, em proporções pequenas como prediais não há um risco muito grande, no entanto em tubulações maiores o problema se torna muito maior. 
EXPERIMENTO 3: a perda foi medida a partir da redução da tubulação de 1” para a tubulação de ¾ e em seguida para a de ½ ”, as tubulações não tinham presença de ar significativa, a vazão dada pelo aparelho era de 5100 L/h, a bomba estava em sua rotação máxima e a vazão não conseguiu alcançar a vazão do experimento 2, devido a redução do tamanho da tubulação 
Tabela 3: Pressão dada pelo manômetro padrão (KPa) na tubulação de 1” para ¾”
	
Órgãos Acessórios
	Antes da passagem pelos órgãos acessórios (Kpa)
	Após a passagem pelos órgãos acessórios (Kpa)
	Sem nenhum
	61
	-
	3 cotovelos de 90 graus, 1 registro (GVA) e 1 T de passagem direta
	
-
	
53
A diferença de perda de carga 61 Kpa – 53 Kpa= 8Kpa. Para fim de comparação os dados devem estar na mesma unidade de medida,por tanto será feita a conversão de unidades, de KPa para mca: 
1 mca-------------9806,38 Pa
X---------------- 8 x 10³ Pa
9806,38 X = 8 x 10³
X= 0,82 mca
Tabela 4: Pressão dada pelo manômetro padrão (KPa) na tubulação de ¾” para a de ½”
	
Órgãos Acessórios
	Antes da passagem pelos órgãos acessórios (Kpa)
	Após a passagem pelos órgãos acessórios (Kpa)
	Sem nenhum
	49
	-
	3 cotovelos de 90 graus, 1 registro (GVA) e 1 T de passagem direta
	
-
	
19
A diferença de perda de carga 49 Kpa – 19 Kpa= 30Kpa. Para fim de comparação os dados devem estar na mesma unidade de medida, por tanto será feita a conversão de unidades, de KPa para mca: 
1 mca-------------9806,38 Pa
X---------------- 30 x 10³ Pa
9806,38 X = 30 x 10³
X= 3,06 mca
Tabela 5: Pressão dada pelo manômetro padrão (KPa) na tubulação de 1” para a de ½”
	
Órgãos Acessórios
	Antes da passagem pelos órgãos acessórios (Kpa)
	Após a passagem pelos órgãos acessórios (Kpa)
	Sem nenhum
	60
	-
	3 cotovelos de 90 graus, 1 registro (GVA) e 1 T de passagem direta
	
-
	
19
A diferença de perda de carga 60 Kpa – 19 Kpa= 41Kpa. Para fim de comparação os dados devem estar na mesma unidade de medida, por tanto será feita a conversão de unidades, de KPa para mca: 
1 mca-------------9806,38 Pa
X---------------- 41 x 10³ Pa
9806,38 X = 41 x 10³
X= 4,18 mca
Tabela 6: Pressão dada pelo manômetro padrão (KPa) na tubulação de 1” para a de 1”
	
Órgãos Acessórios
	Antes da passagem pelos órgãos acessórios (Kpa)
	Após a passagem pelos órgãos acessórios (Kpa)
	Sem nenhum
	64
	-
	3 cotovelos de 90 graus, 1 registro (GVA) e 1 T de passagem direta
	
-
	
64
A diferença de perda de carga 64 Kpa – 64 Kpa= 0Kpa. Não acontece perda de carga devido a distancia ser mínima, o comprimento de carga é curto, e não tem nenhum órgão acessório nesta curta tubulação. Já utilizando o manômetro digital a perda de carga deu em torno de 1,2 mca. 
EXPERIMENTO 4: a tubulação foi de 1” direto para a de ½”, a vazão foi reduzida a 4500 L/h
Tabela 7: Pressão dada pelo manômetro padrão (KPa) na tubulação de 1” para a de ½”
	
Órgãos Acessórios
	Antes da passagem pelos órgãos acessórios (Kpa)
	Após a passagem pelos órgãos acessórios (Kpa)
	Sem nenhum
	81
	-
	7 T de passagem direta, 3 cotovelos de 90 graus e 1 registro de passagem direta
	
-
	
39
A diferença de perda de carga 81 Kpa – 39 Kpa= 42Kpa. Para fim de comparação os dados devem estar na mesma unidade de medida, por tanto será feita a conversão de unidades, de KPa para mca: 
1 mca-------------9806,38 Pa
X---------------- 42 x 10³ Pa
9806,38 X = 42 x 10³
X= 4,28 mca
EXPERIMENTO 5: tentativa de usar o tubo de venturi, no entanto ele estava vazando e não foi possível medir corretamente a pressão, porém conheceu-se a definição que este possui um estreitamento para aumentar a pressão 
EXPERIMENTO 6: mediu-se a perda de carga em duas curvas, 1 cotovelo de 90 graus e uma curva de 45 graus, a vazão foi de 5500 L/h
Tabela 8: Pressão dada pelo manômetro padrão (KPa) na tubulação 
	
Órgãos Acessórios
	Antes da passagem pelos órgãos acessórios (Kpa)
	Após a passagem pelos órgãos acessórios (Kpa)
	Sem nenhum
	44
	-
	Cotovelo de 90 graus e curva de 45 graus
	
-
	
40
A diferença de perda de carga 44 Kpa – 40 Kpa= 4Kpa. Para fim de comparação os dados devem estar na mesma unidade de medida, por tanto será feita a conversão de unidades, de KPa para mca: 
1 mca-------------9806,38 Pa
X---------------- 4 x 10³ Pa
9806,38 X = 4 x 10³
X= 0,41 mca
A partir do manômetro digital foi medido a perda de carga primeiro no cotovelo de 90 graus e depois na curva de 45 graus. 
Cotovelo de 90 graus= 1,2 mca
Curva de 45 graus = 0,045 mca
Comparando os resultados de todos os experimentos e possível verificar os efeitos de órgãos acessórios na perda de carga de um sistema, que atua diretamente na sua velocidade e pressão. De acordo com a Norma Técnica SABESP (NTS 025: 2006 	- Rev.01) em todos os pontos singulares da rede coletora, tais como inicio de coletores, nas mudanças de direção, de declividade, de diâmetro e de material, na reunião dos coletores e onde há degraus e tubo de queda, devem ser utilizado órgãos acessórios, sendo assim a perda de carga se torna inevitável.
O cálculo da perda de carga em tubulações é de suma importância para as instalações hidráulicas, a dissipação de energia acarreta uma diminuição estática do escoamento. Os diâmetros internos dos tubos variam com a pressão da operação, quando ocorre diminuição do diâmetro do tubo a perda de carga aumenta.