Lab HH - Relatório 2

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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
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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\
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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,
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5, J 3_ O,n :::~rf,0,"5~. 0,00016
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b)R.e.y.: <f.OIC001b
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