hidraulica e hidrologia pratica 2

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AULA DE LABORATÓRIO: PERDA DE CARGA DISTRIBUÍDA 
 
 
 
 
 
Profa. Thaís Cavalheri 
1.1 Objetivo 
Objetivos Principais 
 
 Verificar a dependência da perda de carga distribuída (hf) com 
a vazão (Q). 
 
 Estudar o comportamento do fator de atrito (f) em função do 
número de Reynolds (Re). 
1.2 Introdução Teórica 
 Durante o escoamento de um fluido ao longo de condutos, o 
atrito causado por esse movimento provoca uma perda de 
energia do fluido  queda de pressão ao longo do conduto. 
 Ao calcular a carga em duas seções de um conduto de seção 
constante, horizontal, será observada uma diminuição de 
carga ao longo do escoamento. 
 Essa diminuição de carga devida ao atrito, ao longo de 
condutos retos de seção constante, é denominada: “perda de 
carga distribuída”. 
Conduto de seção constante. 
Fonte: livro-texto. 
1.2 Introdução Teórica 
 
 
 
 
 
 
 
 
Aplicando a Equação da Energia entre os pontos (1) e (2): 
 
 
 
 
sendo  o coeficiente cinético. Para os fluidos em regime 
turbulento, considera-se  = 1. 
 
 
 
 
 
H H H1 2 P1,2 
Representação da queda de pressão 
diretamente relacionada à perda de carga 
distribuída. Fonte: livro-texto. 
2 2v vp p1 1 2 2z z H1 2 P 1,22g 2g
         
 
1.2 Introdução Teórica 
 Como o diâmetro da tubulação é constante, então v1 é igual a 
v2. Em adição, sendo o conduto é horizontal z1 = z2. 
 Num trecho de conduto reto de seção constante a perda de 
carga é denominada distribuída (hf). 
 
 
 Por meio da válvula da instalação, varia-se a vazão, 
observando a variação da pressão e consequentemente de hf. 
 
O fator de atrito (f) pode ser calculado por: 
 
 
 
(p p )1 2h H hf P 1,2 f

  

2g D hH ff
2L v1,2
 


1.2 Introdução Teórica 
Esse coeficiente é função do regime de escoamento e do 
número de Reynolds (Re), o qual pode ser calculado por: 
 
 
 
 
 Dtubo (Diâmetro do tubo) = DH (Diâmetro hidráulico) 
 L1,2 = comprimento da tubulação entre os pontos de tomada 
de pressão 
 γágua (peso específico da água) = 10000 N/m³ 
 água (viscosidade cinemática da água) = 10
-6 m²/s 
 g = 10 m/s² 
 Lembrando que: 
v DHRe



Q 4Q
v
A D²
 
 
1.3 Material Utilizado 
a) Bomba hidráulica conectada ao conjunto de linhas 
de tubulação. 
b) Registro regulador de vazão ou válvula da instalação. 
c) Recipiente graduado para a medição do volume. 
d) Cronômetro. 
e) Trena para a medição do comprimento das tubulações entre 
os pontos de tomada de pressão. 
f) Rotâmetro empregado também para as medições de vazão. 
g) Manômetro digital ou Manômetro de tubo em U. 
h) Bancada de fluidos contendo três tipos de tubulação: Tubo 
com Mola, Tubo Liso e Tubo com Menor Diâmetro. 
i) Dois pontos de tomada de pressão para cada tubo. 
1.4 Procedimento Experimental 
Etapas para a verificação da dependência da hf com a vazão e 
também, para o estudo do comportamento do f em função do 
número de Re: 
1. Certificar-se que as linhas que encontram-se os tubos com 
mola, liso e de menor diâmetro estão abertas. 
2. Ligar a bomba e esperar para que o fluxo de água preencha 
toda a tubulação e estabilize. 
3. Manômetro digital para a medida da diferença de pressão e 
retirar o ar das mangueiras que o conectam à tubulação. 
4. Com o registro regulador de vazão totalmente aberto, 
calcular a vazão por meio do método volumétrico e anotar 
nas tabelas 1, 2, 3 e 4 do Roteiro Experimental. 
5. A vazão também pode ser determinada pelo rotâmetro. 
1.4 Procedimento Experimental 
6. Para as vazões, tomar a diferença de pressão apresentada 
pelo manômetro digital nos tubos com mola, liso, com menor 
diâmetro e tudo com metade do comprimento. 
7. Repetir o procedimento descrito para outras sete diferentes 
vazões, alteradas por meio do registro regulador de vazão. 
8. Se o medidor de pressão for um manômetro de tubo em U, 
para cada diferente vazão anotar os valores de altura h. 
9. Realizar os cálculos de Q, v, hf, f e número de Re e completar 
as tabelas 1, 2, 3 e 4. 
10. Consultar o técnico de laboratório a fim de obter os 
diâmetros hidráulicos (DH) das três tubulações. 
11. Medir com a trena o comprimento de cada tubo (L1,2). 
1.4 Procedimento Experimental 
 
 
 
 
 
 
 Tubo 2 – Liso 
 
 Tubo 3 – Menor Diâmetro 
 
 Tubo 4 – Menor Diâmetro (½ L) 
Tubo 1 – Tubo com mola 
Dtubo (m) 
L1,2 (m) 
 
Volume (m³) Tempo (s) Q (m³/s) v (m/s) h (mm) ΔP (Pa) hf (m) f Re 
 
1.4 Procedimento Experimental 
 Diagrama de Moody: determinar a rugosidade de cada 
tubo analisado. 
 Comparar com valores de rugosidade para tubos comerciais 
novos (consultar esses valores na literatura). 
 
 
 
 
 
 
 
 Complete seu Relatório Experimental e bons estudos! 
Tubo 
Rugosidade relativa 
(diagrama) 
Dtubo (m) Rugosidade (mm) 
1 
2 
3 
4 
1.4 Procedimento Experimental 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1.4 Procedimento Experimental 
 Diagrama de Moody: determinar a rugosidade de cada 
tubo analisado. 
 Comparar com valores de rugosidade para tubos comerciais 
novos (consultar esses valores na literatura). 
 
 
 
 
 
 
 
 Complete seu Relatório Experimental e bons estudos! 
Tubo 
Rugosidade relativa 
(diagrama) 
Dtubo (m) Rugosidade (mm) 
1 
2 
3 
4 
ATÉ A PRÓXIMA!