fator de atrito e perda localizada

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PRÁTICAS III e IV: PERDA DE CARGA DISTRIBUÍDA E PERDA DE CARGA 
LOCALIZADA 
 Quando um líquido escoa no interior de um tubo, haverá certa perda de energia, denominada perda de 
pressão ou perda de carga. Esta perda de energia deve-se ao atrito com as paredes do tubo e à viscosidade do 
líquido em escoamento. Quanto maior for a rugosidade da parede da tubulação, isto é, a altura das asperezas, 
maior será a turbulência do escoamento e, logo, maior será a perda de carga. 
 O cálculo de perda de cargas em situações que envolvam fluxo de água em tubulações é fonte constante 
de estudos, uma vez que este fator refere-se à perda de energia provocada por atritos que ocorrem entre a água 
e as paredes das tubulações, como conseqüência da interação entre viscosidade e rugosidade, sendo refletida 
nos custos variáveis da instalação. Existem várias formulações desenvolvidas por vários pesquisadores para o 
cálculo de perda de carga, destacando-se as equações de Flamant, Hazen-Willians e Darcy- Weisbach, onde a 
equação desenvolvida por este último é a mais utilizada no meio científico, garantido maior ajuste dos dados à 
realidade física. 
 A perda de carga localizada ocorre sempre que um acessório é inserido na tubulação, seja para promover 
a junção de dois tubos, para mudar a direção do escoamento, ou ainda para controlar a vazão. Nos acessórios, 
alterações na organização das linhas de corrente provocam perdas adicionais, que ocorrem na posição onde 
eles se encontram. Devido a esse caráter localizado a ocorrência de perda de carga é considerada concentrada 
no ponto provocando uma queda acentuada da pressão. O cálculo da perda localizada depende de coeficientes 
experimentais estabelecidos com o auxílio da Análise Dimensional, medidos a partir de uma amostra estatística 
retirada de uma partida de fabricação dos acessórios. 
 A perda no acessório pode ser quantificada por dois critérios distintos: Comprimento Equivalente e 
Coeficiente de Perda em Função da Carga Cinética. 
 Nesta prática, o critério utilizado será o segundo citado, no qual o acessório tem sua perda localizada 
calculada através do produto de um coeficiente característico pela carga cinética que o atravessa (K). 
∆h = K. V2/2g 
 
OBJETIVO 
• Determinar a Vazão de um determinado escoamento em conduto forçado; 
• Determinar perda de carga distribuída; 
• Determinar o fator de atrito de uma dada tubulação; 
• Encontrar o Coeficiente de perda em função da carga cinética do acessório, e seu comprimento 
equivalente. 
 
 
MATERIAL 
• Reservatório; 
• Grupo motor-bomba; 
• Bancada de condutos forçados; 
• Manômetro Digital (N/m2); 
• Cronômetro; 
• Termômetro; 
• Trena; 
 
UNIVERSIDADE PAULISTA 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL 
LABORATÓRIO DE HIDRÁULICA APLICADA 
Prof.ª: Francisca Dariana G. Lima 
 
 
 
 
 
 
PROCEDIMENTO 
 
• Determinar a vazão pelo método volumétrico (4 medidas para h≈30cm). 
• Escolher um trecho da tubulação (P1 e P2), onde deverá ser apresentado pelos alunos um desenho 
esquemático e suas características. 
• Medir o diâmetro e comprimento da tubulação escolhida. 
• Medir a pressão nos dois pontos (P1 e P2). 
• Medir a Temperatura da água. 
• Medida da pressão (P3 e P4) antes e depois do acessório, instalado na mesma tubulação, mantendo-se a 
vazão escolhida; 
 
 
COM BASE NOS DADOS OBTIDOS APRESENTE: 
 
 
1. Determine a vazão do escoamento. 
 
2. Qual o tipo de escoamento?Justifique. 
 
3. Calcule o fator de atrito (f) da tubulação escolhida. Utilize duas fórmulas: uma teórica e uma empírica. 
Justifique essa escolha e compare os resultados calculando os erros percentuais. 
 
4. Desenhe a linha piezométrica do problema proposto. 
 
5. Determine a perda de carga localizada. 
 
6. Calcule o coeficiente de perda em função da carga cinética, compare com valores médios adotados na 
literatura. 
 
7. Apresente o comprimento equivalente do acessório escolhido em função da tubulação no qual está 
inserido, compare com valores médios adotados na literatura. 
 
8. Desenhe a linha piezométrica do problema anterior. 
 
 
 
Obs: Relatório Manuscrito em Ata de folha A4 – papel milimetrado ou quadriculado.