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- PIUTICASDELABORATORIO -HH Prof. Orientador:Marcela S. Gomes Ferreira Data da Prática: ~/~/--...:../-=-g __ Aluno(a)rM re1,uA ,h fLk Matrícula Turma Ec54 '12 PRÁTICA 02 Perdas de catga em conduto forçado 1. INTRODUÇÃO A perda de carga em transporte de fluídos refere-se a um termo genérico designativo do consumo de energia desprendido por um fluído para vencer as resistências. do escoamento. Essa energia se perde sob a forma de calor, ou seja, há um acréscimo da temperatura deste fluído durante o escoamento. Na prática as tubulações não são constituídas apenas por tubos retilíneos e de mesmo diâmetro. Há também as peças especiais como: curvas, joelhos ou cotovelos, registros, válvulas, reduções, ampliações, etc, responsáveis por novas perdas. Sendo assim as perdas de carga podem ser classificadas por perdas distribuídas e perdas localizadas. 1.1. Perda de carga distribuída (ho) Também conhecida por perda de carga contínua ou perda por atrito, é ocasionada pela resistência oferecida ao escoamento do fluído ao longo da tubulação. A experiência demonstra que ela é diretamente proporcional ao comprimento da tubulação de diâmetro constante. Outro conceito de perda de carga é a carga unitária (J), que pode ser definida como a tangente do ângulo de inclinação da linha piezométrica, quando a tubulação for horizontal e de seção constante, como mostra a Figura 01. Figura Di-Tubulação horizontal e de seção constante. Como mostra a Figura 01: hLtg 8 = - =! L 1.2. Perda de carga localizada (hl) UNICOP Pasta n° I ~'( -é Original n° () 1: D~t~:.0.2 'O-:3/.,,..JR-.. válvula de retenção PIUTICASDELABORATORIO -HH Também conhecida por perda de carga acidental ou singular ocorre todas as vezes que houver mudança no valor da velocidade e/ou direção da velocidade (módulo e direção da velocidade). Isso se deve à presença de acessórios hidráulicos na tubulação (Figura 02), pois estes altera a uniformidade do escoamento e, apesar da denominação perda de carga localizada, a influência do acessório sobre a linha de energia se faz sentir em trechos a montante e a jusante de sua localização. válvula gaveta válvula de pé cotovelo 900 cotovelo 90· Figura 02- Tubulação com acessórios hidráulicos e mudança de direção. 1.3. Perda de carga total (h-) Refere-se ao somatório das perdas de carga distribuída e localizadas. Matematicamente expressa por: 2. OBJETIVO(S} DO ENSAIO A perda de carga localizada é importante em tubulações curtas, já em tubulações longas seu valor é frequentemente desprezado na prática. / Estimar a perda de carga total ao longo de uma canalização retilínea com alguns acessórios hidráulicos e, em seguida, calcular o fator de atrito do trecho, o regime de escoamento, as rugosidades relativa e absoluta. 3. METODOLOGIA EFUNDAMENTAÇÃO TÉORICA A dissipação de energia causada pelo escoamento do fluído ao longo da canalização baseia-se na equação de Bernoulli para fluídos reais, expressa pela relação seguinte: 2 2P1 V1 P2 V2- + - + Z1 = - +- + Zz + hy 2g Y 2g • Para o trecho retilíneo: Z1 = Z2 II~~J.,;--' pRATICASDELABORA TORIO -H H • Para escoamento uniforme: Vi = V2 Nessas condições, a perda de carga atribuída equivale à diferença de pressão no trecho em estudo, representado por: Pl P2 .1Ph=---=- Y Y Y L V2 h» = [-- D2g A perda de carga (h) representa o diferencial de pressão lido no manômetro digital. O cálculo da perda de carga em tubulações vem sendo estudado e a quantidade de dados disponível é extensa. Uma equação muito difundida é a equação de Darcy-Weisback, também conhecida como equação universal de perdas de carga, expressa por: Q2 hD = O,0827.[L D5 A equação acima também pode ser expressa em função da vazão, equação da continuidade (Q = V.A) para conduto de seção circular, sendo expressa por: A equação acima pode ser generalizada para o caso da perda de carga total (somatório das perdas distribuída e localizadas): Em que, Lv = comprimento equivalente ou virtual L = comprimento real da rede Lf = comprimento fictício (Tabelado) ) Lv = L + LLf Q2 hr = 0,0827. [Lv D5 \ I h. = perda de carga total ) 4. RESULTADOS E DISCUSSÃO A Tabela 01 mostra a relação de equivalência de comprimento da rede e suas respectivas perdas de cargapara um determinado trecho do canal experimental. Acessórios hidráulicos h (KPa) h (mca) L(m) Válvula de globo 3'1.3 3,Q3 {, I -:L Válvula de esfera ~, (I o, ~« o,i Válvula de gaveta 4, 'i o, f..('l 0.1 Extensão da Rede ---------------- --------------- 1,f 3 Tabela 01- Perdas de carga e equivalência de comprimento da rede Comprimento equivalente (Lv) = <?,.6 3 l'Y\ PRÁTICASDELABORATORIO -HH Perda de carga no trecho considerado (hT) = -";?"3 1(~ ..:..::5,;) 3 tr1Go.. Vazão no rotâmetro (Q) = ;2,1- S "''"\ A 0,000':;.-6 Is. Diâmetro da tubulação no trecho (D) = ,.,0 '9m Conforme dados experimentais, referente trecho da rede em estudo, a) Calcule o fator de atrito (f); b) Determine o regime de escoamento (Rey - dizer se é laminar ou turbulento); c) Localizar no Diagrama de Moody, a rugosidade relativa (E/D); d) Calcule a rugosidade absoluta (E). R = V.D 4Q ey v nDv'Relembrando: Água à temperatura ambiente de 20°C - Viscosidade cinemática (v = 10-6 m2js) MEMORIAL DE CÁLCULOS L v = 0, t , O ( f 6 r 1- + 1, 7- ~ Lv<: ~.t3m c) f:..- =o,OOY D D '0-3 r <:'I. n o- ~ .MoooRv R.9.-y = 5J 1x10.l{ eÇ~0031, =0,00« :< 5, J 3_ O,n :::~rf,0,"5~. 0,00016 ({),O ,q ~ 5,,23 o 1b~$,9-f- 1~~o?J.L b)R.e.y.: <f.OIC001b 1(. 0,0 (q. lO-f, ((ey;; ':fO 9 :2q , '5 'ir ! ~ 6Z~J,me +v .i: '~f-o PRÁTICASDELABORATORIO -HH O(~ O~:CÀ.-ar~...ta... 04 J0ood..y ol)e.->-vlQs Q., ('Uf7os'-d.a..rJ.L iYt:.-!af,'vo.... j \.J ' '" e... c.sn,..,c,-e Q ue-,...l-e.'plg...vde.. D-- o..lo>~Jo... p9!'s ~e t?1-.9S a ofj~ ~fr o 4 tvW~G,;:o, Apfrcf-/r OÚ, fucl9s €.ç<;e-s ric.-dr;;s é.oS''5S,'o,/el. dtft:/m"- ,. I I ' nCl1-/' .o rnq+e.-r;J, d:«: Qv~ e/ {ler'fO- O +u6u!~cM.
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