Perda de Carga CompletaTOPCIVIL

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Físico
	 O escoamento interno em tubulações sofre influência das paredes, dissipando energia devido ao atrito;
	 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, o que provoca?
	 Resposta: Um abaixamento da pressão total de um dado fluido ao longo do nível de escoamento, que é denominado de PERDA DE CARGA.
	PERDA DE CARGA DISTRIBUÍDA:
Deve-se na paredes dos dutos retilíneos, causando uma perda de pressão distribuída ao longo do comprimento do tubo, ocasionando uma diminuição gradativa da pressão total ao longo do comprimento do duto.
	 A perda de carga de aspecto distribuído, depende:
 Diâmetro do duto ( D );
 Comprimento do duto ( L );
 Rugosidade da parede (ε );
 Das propriedades do fluido: densidade, viscosidade e velocidade de escoamento.
OBS: A rugosidade das paredes dos dutos dependem do material de fabricação.
	 Entretanto, a viscosidade é a propriedade mais importante na dissipação de energia;
	 Sendo proporcional a perda de carga, suas relações com as forças de inércia do escoamento adimensional, ou seja, o número de Reynolds para o regime de escoamento;
	 Assim, para a perda de carga distribuída, a lei de Darcy-Wiesbach será fundamental.
	 Logo:
Hf = f. L.V2/D.2g
Sendo:
	Hf – perda de carga (m.c.a);
	L – comprimento do tubo (m);
	D – diâmetro do tubo (m);
	V – velocidade da água (m/s);
	g – aceleração da gravidade (m/s2);
	f – coeficiente de atrito
	 Método Hazen-Wilians:
	Recomendada para tubos maiores do que 50 mm;
Hf = 10,643. [ Q / C ]1,852 . L / D4,87
Sendo:
Hf = Perda de carga em ( m ou m.c.a);
Q = Vazão em ( m3/s );
L = Comprimento em ( m );
D = Diâmetro em ( m );
C = Coeficiente de Hazen – Wilians ( tabelado)
	 Método de Flamant:
	 Recomendada para tubos menores do que 50 mm;
Hf = 6,107 . b . Q1,75 . L / D4,75 
 
Sendo: 
Hf = Perda de carga;
Q = Vazão;
L = Comprimento do tubo;
D = Diâmetro do tubo;
b=Coeficiente de Flamant ( tabelado)
*
	É uma perda de carga causada pelos acessórios de canalização, ou seja;
	 Em função de diversas peças necessárias para a montagem da tubulação e para o controle do fluxo de escoamento;
	 Que provocam variação brusca na velocidade, seja em módulo, ou em direção;
	 Com isto, tal magnitude de perda será nos pontos onde estas ficam localizadas;
	 Logo, o fluxo de escoamento sofre pertubações bruscas em pontos desta instalação, exemplos: válvulas, curvas, reduções, entre outros.
	 Ressaltando: o uso do acessório visa promover a junção de dois dutos, ou para mudar a direção de escoamento, ou também para controlar a vazão
	 Método dos Coeficientes:
Hfloc = K . V2/2g
Sendo: 
K = Coeficiente para cada acessório;
V = Velocidade da água (m/s);
g = Aceleração da gravidade.
	Método dos Comprimentos Equivalentes:
OBS: Quando um conduto que apresenta ao seu longo peças especiais, comporta-se, no tocante às perdas de carga, como se fosse um conduto retilíneo mais longo.
Logo:
Hf = 10,643. [ Q / C ]1,852 . L / D4,87
Método Hazen –Wilians.
	O escoamento de água em um conduto livre, tem como característica principal o fato de apresentar uma Superfície Livre;
	Sobre a qual atua a pressão atmosférica;
	Rios, canais, calhas e drenos são exemplos de condutos livres de seção aberta;
	Já os tubos operam como condutos livres quando funcionam parcialmente cheios (ex: galerias pluviais e bueiros)
Os canais são construídos com uma certa declividade, superfície para separar as perdas de carga e manter uma velocidade de escoamento constante; 
Os conceitos relativos à linha piezométrica e a linha de energia, são aplicados aos condutos livres de maneira similar aos condutos forçados;
	Comparação de (a) fluxo em tubos e (b) fluxo em canais abertos:
	 As definições geométricas e hidráulicas básicas usadas para descrever o fluxo de um canal aberto ao longo de uma seção do canal são:
	Relações transversais para fluxos em canais abertos:
	Com base no critério de espaço, um canal aberto caracteriza fluxo uniforme se a profundidade da água permanecer a mesma ao longo de toda a extensão do canal em determinado tempo;
	Um canal aberto caracteriza fluxo variado se a profundidade da água e a descarga se alteram ao longo da extensão do canal.
	No fluxo estável, a descarga e a profundidade da água em qualquer seção do percurso não se alteram com o tempo durante o período considerado;
	
	Ao fluxo instável, a descarga e a profundidade da água em qualquer seção da extensão se alteram com o tempo:
	Seção transversal: é a seção plana do conduto, normal a direção do escoamento.
Seção molhada: parte da seção transversal do canal em contato direto com o fluido.
	Perímetro molhado: corresponde a soma dos comprimentos (fundo e talude) em contato com o liquido.
	Raio hidráulico: é a seção entre a seção molhada e o perímetro molhado.
	Para tubos de secção transversal não circular:
	 Agora para tubos de áreas circulares:
	 Na qual C é a circunferência logo:
*
	Borda livre: distância vertical entre o nível máximo de água no canal e seu topo
	Definindo kM = 1,49 no sistema britânico, a equação de Manning é escrita como:
 
Ou:
O cálculo do fluxo uniforme envolve basicamente:
coeficiente de rugosidade (n);
declividade do canal (S0) (pois S0 = Se no fluxo uniforme);
geometria do canal: área de água (A); 
raio hidráulico (Rh);
profundidade normal (yn);
descarga normal (Q) e
velocidade média (V).
	Entre todas as formas de canais abertos, o semicírculo possui o menor perímetro para uma determinada área e, portanto, é o mais eficiente hidraulicamente de todas as seções;
	Na prática, seções semicirculares somente são utilizadas quando tubos são apropriados ou em canais artificiais de materiais pré-fabricados;
	Para canais longos, as seções trapezoidais são as mais comumente utilizadas;