Determinação da perda de carga localizada no registro de gaveta aberto

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Pontifícia Universidade Católica de Goiás – PUC-GO
Escola de Engenharia
ENG1120 – Hidráulica
Docente: Marcus Vinicius
Turma: C02 
4º Experimento
Determinação da perda de carga localizada no registro de gaveta aberto
Discentes:
João Paulo Motão
José Ribamar
Júnior Dias
Matheus Lagares
Matheus Tavares
Nathália Alencar
Goiânia, 10 de setembro de 2019.
Introdução
As Perdas de carga localizadas são também denominadas locais, acidentais ou singulares, pelo fato de surgirem especificamente em pontos ou partes bem determinados da tubulação. Diferente do que acontece em consequências do escoamento ao longo de algum percurso.
Perdas de carga como o alongamento brusco de seção, entrada e saída de reservatório, em curvas e válvulas de gaveta são exemplos. As válvulas de gaveta conhecidos como promove uma perda sensível devido à sua própria construção. Para registros de gaveta totalmente abertos, o valor de k pode variar desde 0,1 até 0,4.
A De um modo geral, todas as perdas localizadas podem ser expressas sob a fórmula:
Figura 1
Trata-se da carga cinética do escoamento em uma seção específica multiplicada por um coeficiente K, determinado pela característica do equipamento, equação geral para o qual o coeficiente k pode ser obtido experimentalmente para cada caso.
Observa-se essas perdas sejam devidas as conexões, registros em função da velocidade existente para o caso de escoamento em trechos retilíneos, o que faz com que possa exprimir as perdas localizadas em função de comprimentos retilíneos de canalização, viabilizando e comprovando sua importância. São ainda desprezíveis nas canalizações em que a velocidade é baixa e o número de peças especiais não é grande.
Objetivos
Os objetivos principais do experimento são determinar a perda de carga localizada no registro de gaveta, calcular o valor da constante k e calcular o comprimento equivalente do registro.
Materiais e Métodos
No experimento são utilizados um tubo com diafragma, um tubo com registro de gaveta e um tubo sem registro de gaveta, os três de, mesmo comprimento (2,25m) interligados à colunas de mercúrio distintas para medir as diferenças de altura referentes à força de pressão. A vazão é desconhecida, gerada pelo módulo de hidráulica.
O procedimento consiste basicamente em: medir o Δl na coluna de mercúrio, com tubos ligados às extremidades do tubo diafragma onde ocorre o escoamento; medir o Δh em outra coluna de mercúrio, com tubos ligados às extremidades do tubo com registro durante o escoamento do liquido; fechar a vazão no tubo com registro e abrir a mesma vazão no tubo sem registro; medir o Δe em outra coluna de mercúrio, com tubos ligados às extremidades do tubo sem registro durante o escoamento do liquido; calcular as perdas de carga nos três casos e no registro; calcular a vazão e posteriormente a velocidade; obter o k e através do l encontrado com auxílio de uma tabela de comprimentos equivalentes (Anexo 1) para o registro de gaveta e calcular o coeficiente de atrito (f).
Figura 2
Resultados e discussões
Após a medição das diferenças de altura (Δl, Δh e Δe) das colunas de mercúrio presentes nos manômetros que estão ligados às tubulações estudadas, calcula-se as perdas de carga para os três tubos. Os valores encontrados para as diferenças de altura nos manômetros são de 0,058m(Δl – diafragma), 0,119m (Δh – com válvula) e 0,125m(Δe – sem válvula). Os valores de hp são obtidos do modo que segue:
Para o cálculo da vazão utiliza-se o Δl = 0,0385m do diafragma na fórmula a seguir:
Onde: 
K = 0,676 - coeficiente do diafragma;
S = 4, 56.10-3 m2 - área da seção transversal da tubulação;
M = 0,45 - coeficiente das características do escoamento;
dhg = 13,6 - densidade relativa do mercúrio;
g = 9,8 - aceleração gravitacional;
 = 0,058 m - deflexão na coluna de mercúrio ligada ao diafragma.
Aplicando os valores conhecido à formula, temos que:
A vazão encontrada é igual para os três escoamentos e é utilizada para calcular a velocidade, também é necessário utilizar a área () para encontrar a velocidade:
Para o cálculo do k utiliza-se os valores da perda de carga no registro (0,4032m) e a velocidade (5,2738 m/s) obtidos anteriormente aplicados à fórmula a seguir:
Onde:
g = 9,81 m/s2
0,4032=
L=0,4521 m
Conclusão
Neste experimento foi exemplificado uma tubulação como as de sistemas de abastecimentos, que utiliza sistemas forçados. Estes sistemas podem apresentar diversos trechos com diâmetros diferentes e diversos acessórios, assim o fluido estará sujeito a perda de cargas distribuídas e localizadas.
 Neste caso, a válvula de gaveta promove uma perda considerável devido à sua própria construção. Para registros de gaveta totalmente abertos, o valor de k pode variar desde 0,1 até 0,4. No experimento foi encontrado k=0,284. 
Através da análise do coeficiente de perda de carga (k) encontrado, de 0,284, pode-se afirmar que o registro de gaveta foi instalado entre ¼ e 3/8 fechado.
Referências bibliográficas
Registro de gaveta. Imagem 1. Disponível em: <http://www.ferragensebazar.com.br/registro-vs-pvc-soldavel-32mm-p242>. Acesso em: 10 de setembro de 2019.
Comprimentos equivalentes. Tabela. Disponível em: < http://image.slidesharecdn.com/apostilaescoamentoemcondutosforados-120822120337-phpapp02/95/apostila-escoamento-em-condutos-forados-32-728.jpg?cb=1345637414>. Acesso em: 10 de setembro de 2019.
ALEXANDRE, Hugo. UFP. Hidráulica,2015. Disponível em: <http://wp.ufpel.edu.br/hugoguedes/files/2013/10/Apostila-Hidr%C3%A1ulica-_v2_atualizada_.pdf>. Acesso em: 10 de setembro de 2019.
ANEXO 1