10 Aula10_Dimensionamento_da_Tubulacao_e_Perdas_de_Carga

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DIMENSIONAMENTO DA 
TUBULAÇÃO E PERDAS DE CARGA 
Universidade Federal do Rio Grande 
Sistemas Hidráulicos e Pneumáticos 
Sistemas Térmicos II 
Dimensionamento da Tubulação 
1- Dados de Entrada 
 Vazão Máxima do Sistema (Q) 
 
 Pressão Nominal do Sistema (PN) 
 
 Viscosidade do Fluido (𝛝) 
 
 Tipo e comprimento da Linha(lp, lr, ls) 
 
 Tipo da tubulação (Rígida ou Flexível) 
 
 Classificação da temperatura ( Constante ou Variável) 
2- Velocidade Recomendada 
 Considerando 
1) Comprimento da linha <10m 
2) Variações moderadas de temperatura 
3) Vazões 20 a 200 l/min 
 
 Recomenda-se: 
Linha Velocidade (m/s) 
Retorno 3 
Sucção 1 
Pressão 
121,65. 𝑝
1
3,3 
3- Calcular o diâmetro da 
Tubulação 
 O diâmetro mínimo necessário é calculado a 
partir de 𝑄 = 𝑉. 𝐴 . Com alguns artifícios 
matemáticos para conversão de unidades: 
𝑑𝑡 =
𝑄
0,015.𝜋.𝑉
 [cm] 
Q: vazão [l/min] 
V: velocidade recomendada [cm/s] 
 
4- Determinar o dt interno 
Comercial 
 Consulta-se uma tabela de fabricante e 
especifica-se o diâmetro imediatamente 
superior. 
 
𝑑𝑡𝑐𝑜𝑚𝑒𝑟𝑐𝑖𝑎𝑙 ≥ 𝑑𝑡𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜 
 
5- Verificação do Escoamento 
 Com o diâmetro comercial calcula-se o nº de 
Reynolds. 
𝑅𝑒 =
𝑉. 𝑑𝑡
𝜗
 
 Caso não seja escoamento laminar deve-se ajustar o diâmetro 
comercial imediatamente superior e recalcular a velocidade. 
Laminar 
2000 2300 
Indeterminado Turbulento 
Re 
6- Cálculo da Pressão Máxima 
de Serviço 
 Para linha de pressão deve-se verificar se o tubo 
escolhido suportará a pressão ao qual está 
submetida. 
𝑃𝑚𝑎𝑥 = −10.
𝜎𝑎𝑑𝑚. 𝑑𝑡
2 − 𝐷𝑒2
4. 𝑑𝑡2 − 13. 𝐷𝑒2
 𝜎𝑎𝑑𝑚 =
𝜎𝑟
𝑁
 
 
De: diâmetro externo (mm) 
𝜎r: tensão de ruptura do material [kgf/cm²] 
N: Fator de segurança que pode variar de 4 a 8. 
PERDA DE CARGA NA LINHA DE 
PRESSÃO 
Perda de Carga na Linha de 
Pressão 
1- Dados de Entrada 
 Esquema do Sistema Hidráulico 
 Comprimento da Linha de Pressão 
 Tipo de Tubulação 
 Diâmetro da Tubulação 
 Vazão máxima do sistema 
 Pressão de trabalho 
 Temperatura contínua ou variável 
 Peso específico do fluido 
2- Levantamento das Singularidades 
 Com os tipos (joelhos, luvas, curvas, reduções), o 
diâmetro da tubulação e o catálogo do 
fabricante obtém-se os comprimentos 
equivalentes. O somatório resultará na Perda de 
Carga por singularidades. 
Singularidade Qtde Comprimento 
Unitário 
Comprimento Total 
Total 
3- Comprimento Total 
 Ao somatório das singularidades acrescentar 
o comprimento retilíneo da tubulação. 
 
𝐿𝑡 = 𝐿1 + 𝐿2 
 
L1: comprimento retilíneo da tubulação de 
pressão. 
L2: Somatório do comprimento das 
singularidades 
4- Fator de Atrito 
𝝍 Tipo de Tubulação 
𝟔𝟒/𝑹𝒆 - Tubos Rígidos e temperatura constante 
𝟕𝟓/𝑹𝒆 
 
- Tubos Rígidos com temperatura variável ; 
- Tubos flexíveis e temperatura constante 
𝟗𝟎/𝑹𝒆 
 
- Tubos flexíveis e temperatura variável 
Sendo: 
𝑉 = 121,65. 𝑝
1
3,3 
 Sabendo-se o tipo de tubulação, a velocidade e o 
diâmetro da linha de pressão calcula-se o 𝝍. 
5- Cálculo da Perda de Carga 
Distribuída e Localizada 
 Determinada pela equação; 
∆𝑃 = 𝝍.
5. 𝐿𝑡. 𝜌. 𝑣2
𝑑𝑡. 1010
 [bar] 
 
𝝍: fator de atrito 
𝞀: peso específico [kg/m³] 
V: velocidade na linha de pressão [cm/s] 
dt: diâmetro da tubulação 
Lt: comprimento total [cm] 
6- Perda de Carga nas 
Válvulas da Linha de Pressão 
 Lista-se as válvulas instaladas na LP e consulta-
se os catálogos dos fabricantes obtendo para 
referida Q os dP’s. 
 
 
Válvula Qtde Perda de Carga 
por Unidade 
Perda de 
Carga Total 
dp Total 
7- Determinação da Perda de 
Carga Total 
 Somatório das perdas nas válvulas e perdas 
na tubulação. 
 
∆𝑃𝑡 = ∆𝑃 + 𝑑𝑝 
8- Condição Funcional do 
Sistema 
 O somatório da pressão de trabalho e a perda 
total deve ser inferior a pressão nominal do 
sistema. 
𝑃𝑛 > 𝑃𝑡𝑏 + ∆𝑃𝑡 
OBRIGADO! 
Diâmetro de 
Tubulações 
Rígidas 
Perdas de 
Carga x 
Vazão 
Perdas de 
Carga x 
Vazão 
Perdas de 
Carga x 
Vazão 
Comprimentos 
Equivalentes 
x 
Conexões 
Tabela Norma ASTM A120