Perda de Carga Mecânica dos Fluidos Resumo Professor HELDER

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Mecânica dos 
Fluidos
Professor: HÉLDER ALVES DE ALMEIDA JÚNIOR
helder.alves.eng@gmail.com
Doutorando em Engenharia Mecânica (UFMG)
Mestre em Engenharia da Energia (CEFET-MG)
Engenheiro Industrial Mecânico (CEFET-MG)
Bibliografia
• Livro texto
• FOX, Robert W. Introdução à 
mecânica dos fluidos. 7.ed. 
Rio de Janeiro: LTC, 2010. xiv, 
710 p.
8.0 Escoamento Viscoso Interno 
e Incompressível
PARTE A: ESCOAMENTO LAMINAR COMPLETAMENTE DESENVOLVIDO
8.2 Entre placas paralelas infinitas
8.3 Em tubos
PARTE B: ESCOAMENTO EM TUBOS E DUTOS
8.6 Considerações de Energia em escoamentos em tubos
Coeficiente de Energia Cinética
Perda de Carga
As fontes do hotel Bellagio em Las Vegas
• Na engenharia trabalhamos com energia dos fluidos por
unidade de peso, a qual denominamos “carga”;
• Sabe-se que no escoamento de fluidos reais, parte de sua
energia dissipa-se em forma de calor e nos turbilhões que
se formam na corrente fluida;
• Essa energia é dissipada para o fluido vencer a resistência
causada pela sua viscosidade e a resistência provocada
pelo contato do fluido com a parede interna do conduto, e
também para vencer as resistências causadas por peças
de adaptação ou conexões (curvas, válvulas, ....).
Perda de Carga
Chama-se esta energia dissipada pelo fluido de PERDA DE
CARGA (hp), que tem dimensão linear, e representa a
energia perdida pelo líquido por unidade de peso,
entre dois pontos do escoamento.
• A perda de carga é uma função complexa de diversos elementos tais como:
• Rugosidade do conduto;
• Viscosidade e densidade do líquido;
• Velocidade de escoamento;
• Grau de turbulência do movimento;
• Comprimento percorrido.
Perda de Carga
Com o objetivo de possibilitar a obtenção de expressões
matemáticas que permitam prever as perdas de carga nos condutos,
elas são classificadas em:
• Contínuas ou distribuídas;
• Localizadas.
Perda de Carga
Perda de Carga Distribuída
• Ocorrem em trechos retilíneos dos condutos;
• A pressão total imposta pela parede dos
dutos diminui gradativamente ao longo do
comprimento;
• Permanece constante a geometria de suas
áreas molhadas;
• Essa perda é considerável se tivermos
trechos relativamente compridos dos dutos.
Perda de Carga Localizada
• Ocorrem em trechos singulares dos condutos tais como:
junções, derivações, curvas, válvulas, entradas, saídas, etc;
• As diversas peças necessárias para a montagem da tubulação
e para o controle do fluxo do escoamento, provocam uma
variação brusca da velocidade (em módulo ou direção),
intensificando a perda de energia;
⚫ Para fluidos reais tem-se:
⚫ Quando a equação de Bernoulli é aplicada a dois 
pontos de um conduto com velocidade constante e 
mesma cota, tem-se a perda de carga dada por:
Equação de Bernoulli para fluidos reais
cte
g
vp
z
g
vp
z =++=++
22
2
22
2
2
11
1 
+ hp
p1 – p2
Fórmula universal da Perda de Carga distribuída
• A fórmula de Darcy-Weissbach, permite calcular a perda
de carga ao longo de um determinado comprimento do
condutor, quando é conhecido o parâmetro f,
denominado “coeficiente de atrito”:
• Darcy-Weissbach:
• O coeficiente de atrito, pode ser determinado utilizando-se o 
diagrama de Moody, partindo-se da relação entre:
• Rugosidade e Diâmetro do tubo (ε/D)
• Número de Reynolds (Re)
• O número de Reynolds é um parâmetro adimensional que relaciona forças 
viscosas com as forças de inércia, e é dado por:
Re
ρvD ρ = massa específica;
v = velocidade;
D = diâmetro;
μ = viscosidade dinâmica
Fórmula universal da Perda de Carga distribuída
Diagrama de Moody
Fórmula universal da Perda de 
Carga distribuída
• Para a região de números de Reynolds inferiores a
2000 (regime laminar) o comportamento do fator
de atrito pode ser obtido analiticamente por
intermédio da equação de Hagen-Poiseuille
conduzindo à função:
f = 64/Re
Cálculo das Perdas de Carga Localizadas
• As perdas de carga localizadas podem ser expressas em
termos de energia cinética (v2/2g) do escoamento. Assim a
expressão geral:
hp = k v
2/2g
Onde:
v=velocidade média do conduto em que se encontra inserida a
singularidade em questão;
k=coeficiente cujo valor pode ser determinado experimentalmente
Fórmulas – Perda de Carga