Relatório 6 Perda de Carga

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CENTRO UNIVERSITÁRIO NEWTON PAIVA
FACULDADE DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS - FACET
CURSO DE ENGENHARIA AMBIENTAL
PERDA DE CARGA
BELO HORIZONTE 
2014
PERDA DE CARGA
Relatório técnico apresentado como requisito parcial para obtenção de aprovação na disciplina Fenômenos De Transporte, no Curso de Engenharia Ambiental, no Centro Universitário Newton Paiva.
Prof. Handerson Correa Gomes
BELO HORIZONTE, 26 DE MAIO DE 2014
RESUMO
Neste experimento, irão ser realizadas medidas de perdas de cargas através de um determinado trecho de uma tubulação horizontal, impondo variações na vazão desta tubulação.
SUMÁRIO
1	INTRODUÇÃO..............................................................................................	4
2	DESENVOLVIMENTO..................................................................................	5
2.1	OBJETIVO GERAL.......................................................................................	5
2.1.1	OBJETIVOS ESPECÍFICOS.........................................................................	5
2.3	METODOLOGIA............................................................................................	5
2.4	MATERIAIS...................................................................................................	5
2.5	PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS........................................................	6
2.5.1	CONVERSÕES.............................................................................................	7
2.5.2	CÁLCULOS REALIZADOS...........................................................................	7
2.5	RESULTADOS..............................................................................................	9
3	CONCLUSÃO...............................................................................................	10
REFERÊNCIAS.............................................................................................	11
1 INTRODUÇÃO
Tubulações fechadas para o transporte de fluidos estão presentes em todas as obras. A grande vantagem prática dessa alternativa sobre escoamento em canais e a maior flexibilidade do escoamento em regime pressurizado.
As partículas em contato com a parede adquirem a velocidade da parede, ou seja, velocidade nula, e passam a influir nas partículas vizinhas através da viscosidade e da turbulência, dissipando energia. Essa dissipação de energia provoca um abaixamento da pressão total do fluido ao longo do escoamento que é denominado de perda de carga. A perda de carga pode ser distribuída ou localizada (também conhecida por singular), dependendo do motivo que a causa.
Em 1883, Osborne Reynolds realizou um experimento que mostrou a existência de dois tipos de escoamento: o primeiro onde os elementos do fluido seguem-se ao longo de linhas de movimento e que vão da maneira mais direta possível ao seu destino, e outro em que se movem em trajetórias sinuosas da maneira mais indireta possível, seguindo a redação original. Ou seja, descreveu como visualizar escoamentos laminares e turbulentos. Onde o escoamento for laminar, a perda de carga variava linearmente com a velocidade; no turbulento, variava com o quadrado da velocidade. 
2 DESENVOLVIMENTO
2.1 OBJETIVO GERAL
Determinar as perdas de carga em cada perfil de tubulação através de cálculos.
2.1.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Comparar as perdas de cargas para cada tubulação.
Calcular a perda de carga experimental através da fórmula:
∆HT = - 
2.3 METODOLOGIA
Dados informados pelo orientador: 
∅ Cobre = 15 mm
∅ Aço = 1/2"
∅ PVC = 3/4" 
2.4 MATERIAS
Banca de perda de carga
Trena com resolução de 1mm
Paquímetro analógico, escala: 0-200mm, resolução 0,02 mm;
2.5 PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS
	Tubo
	Pressão Inicial
	Comprimento
	Pressão Final
	Vazão
	Temperatura
	Cobre
	29 psi
	2405mm
	12,5 psi
	74,4 L/min
	20,8ºC
	Galvanizado
	29 psi
	2405mm
	15,0 psi
	8,1 L/min
	20,8ºC
	PVC
	22,5 psi
	2408mm
	21,7 psi
	101,3 L/min
	21ºC
	Tubo
	Pressão Inicial
	Comprimento
	Pressão Final
	Vazão
	Temperatura
	Cobre
	28 psi
	//
	12,5 psi
	10,7 L/min
	21,2ºC
	Galvanizado
	27 psi
	//
	15 psi
	78,5 L/min
	21,2ºC
	PVC
	22,5 psi
	//
	20 psi
	95,4 L/min
	21ºC
	Tubo
	Pressão Inicial
	Comprimento
	Pressão Final
	Vazão
	Temperatura
	Cobre
	28 psi
	//
	12,5 psi
	71,7 L/min
	21,2ºC
	Galvanizado
	25 psi
	//
	14,5 psi
	78,8 L/min
	21,4ºC
	PVC
	20 psi
	//
	17,5 psi
	87,9 L/min
	21,4ºC
2.5.1 CONVERSÕES
Primeira Análise
	Tubo
	Pressão Entrada
	Pe (N/m²)
	Pressão Final
	Ps (N/m²)
	Cobre
	29 psi
	199948,0
	12,5 psi
	86184,5
	Galvanizado
	29 psi
	199948,0
	15,0 psi
	103421,4
	PVC
	22,5 psi
	155132,0
	21,7 psi
	149616,2
Segunda Análise
	Tubo
	Pressão Entrada
	Pe (N/m²)
	Pressão Final
	Ps (N/m²)
	Cobre
	28 psi
	193053,2
	12,5 psi
	86184,5
	Galvanizado
	27 psi
	186158,4
	15 psi
	103421,4
	PVC
	22,5 psi
	155132,0
	20 psi
	137895,1
Terceira Análise
	Tubo
	Pressão Entrada
	Pe (N/m²)
	Pressão Final
	Ps (N/m²)
	Cobre
	28 psi
	193053,2
	12,5 psi
	86184,5
	Galvanizado
	25 psi
	172368,9
	14,5 psi
	99974,0
	PVC
	20 psi
	137895,1
	17,5 psi
	120658,3
2.5.2 CÁLCULOS REALIZADOS 
Primeira Análise
Cobre:
∆HT = - = 199948/1000 – 86184,5/1000 = 113,7635
PVC:
∆HT = - = 155132,0/1000 – 149616,2/1000 = 153,6358
Galvanizado:
∆HT = - = 199948,0/1000 – 103421,4/1000 = 96,5266
Segunda Análise
Cobre:
∆HT = - = 193053,2/1000 – 86184,5/1000 = 106,8687
PVC:
∆HT = - = 155132,0/1000 – 137895,1/1000 = 17,2369
Galvanizado:
∆HT = - = 186158,4/1000 – 103421,4/1000 = 82,737
Terceira Análise
Cobre:
∆HT = - = 193053,2/1000 – 86184,5/1000 = 106,8687
PVC:
∆HT = - = 137895,1/1000 – 120658,3/1000 = 17,2368
Galvanizado:
∆HT = - = 172368,9/1000 – 99974,0/1000 = 72,3949
2.6 RESULTADOS
Os resultados das perdas de carga encontradas nos três experimentos foram:
PVC:
Cobre:
Aço:
Quanto mais obstáculos o fluido encontrar em seu escoamento, maior será a perda de carga do sistema, pois sua passagem será dificultada.
Esses obstáculos podem ser joelhos, registros, válvulas, reduções, ampliações, curvas, entre outros. Pode-se considerar, também, o atrito entre as partículas e as paredes da tubulação, que dificulta o escoamento e, consequentemente, gera a perda de energia. Tubos de paredes rugosas aumentam a turbulência do fluido, pois geram maior atrito. Assim, há mais choques entre as partículas do fluido e, novamente, motiva a perda de carga.
Os fatores que podem ter contribuído para o erro do experimento são:
Humano: imperícia, negligência, imprudência e falta de habilidade ou prática;
Precisão dos instrumentos de medida;
Defeitos de construção e montagem do aparelho utilizado na prática;
3 CONCLUSÃO
Através do estudo realizado acima, é possível concluir que, não somente a extensão da tubulação, o diâmetro, a velocidade de circulação e a rugosidade causam perdas no escoamento de fluidos, qualquer acessório que perturbe a velocidade de circulação dele, tais como, o aumento ou diminuição de turbulência, as mudanças de direção e a variação de velocidade propiciam também uma perda de carga. Os cálculos comprovam essa perda.
REFERÊNCIAS
BRUNETTI, Franco. Mecânica dos Fluidos. 2ª Edição – revisada: Pearson.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT. NBR 10719: apresentação de relatórios técnico-científicos. Rio de Janeiro, 1989. 9 p.
MOREIRA, Michel Fabio de Sousa; GONÇALVES, Lindomar Matias. Manual de prática de laboratório: Fenômenos de Transporte. Belo Horizonte: Newton Paiva, 2013. 59f. Contém instruções para as aulas práticas. Apostila.