Mec Flu- tabela perda de carga

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PAMPA – Campus Bagé SEMESTRE: 2013/2 
CURSOS: ENGENHARIA DE COMPUTAÇÃO/ ENGENHARIA DE PRODUÇÃO 
COMPONENTE CURRICULAR: FENÔMENOS DE TRANSPORTE (BA000200) 
PROFESSOR: Marcilio Machado Morais 
 
 
4.2.3 – Estimação da perda de energia mecânica no escoamento de fluidos incompressíveis no 
interior de tubos 
 Para escoamento turbulento  determinação de “f” é experimental 
- Tubos lisos: várias correlações da literatura. 
- Tubos rugosos: para se analisar o efeito da rugosidade na distribuição de velocidade e na 
queda de pressão é utilizado o conceito de rugosidade relativa (/D); esta última afeta o escoamento de 
várias formas: 
1º) No escoamento laminar: em tubos comerciais nos quais /D  0,01 o efeito é desprezível, 
pois o fluido preenche os espaços entre as protuberâncias e as camadas internas deslizam suavemente 
sobre um tubo de diâmetro efetivo “D - 2”. 
2º) No escoamento turbulento: 
a) Se “” espessura da subcamada laminar, o efeito da altura efetiva da protuberância () 
será desprezível  tubo hidraulicamente liso. 
b) Se “”  espessura da subcamada laminar, as protuberâncias penetram na corrente fluida 
principal e aumentam a turbulência. 
Determinação de “f”  uso do Diagrama de Moody 
 
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 (Figura - Fonte: GEANKOPLIS, 2003) 
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Nessa referência é utilizado o fator de atrito de Darcy (fD): 
 
(Figura - Fonte: FOUST et al., 1980) 
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Determinação de “/D”  diagramas 
 
Além das perdas devido ao comprimento do tubo, deve-se incluir as perdas devido aos acessórios 
presentes na tubulação como válvulas, Tês, cotovelos e curvas, expansões e contrações na linha etc. 
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- Estimação da perda de energia mecânica em acessórios de tubulações (perda localizada) 
Os sistemas de bombeamento possuem, em geral, além dos tubos retos de seção circular constante, 
diversos acessórios como curvas, conexões, alargamentos, reduções, bifurcações, juntas de dilatação, etc. 
Devido à turbulência, alteração de velocidade, mudança de direção e aumento de atrito que ocorre nos 
acessórios e nos equipamentos, parte da energia mecânica disponível no fluido dissipa-se na forma de 
calor/energia- perda de carga. 
Os principais métodos para o cálculo da perda de carga localizada são: 
- Expressão Geral 
 
2
K.u
l
2
b
wl  
Sendo: 
lwl: perda de carga ou perda de energia localizada devido aos acessórios na tubulação (J/kg) 
K: coeficiente de perda de carga (adimensional) 
ub: velocidade média do fluido na entrada do acessório (m/s) 
D: Diâmetro (m) 
 
Obs.: O valor de K é praticamente constante para valores do número de Reynolds superior a 5 x 
10
4
 , de onde se conclui que para efeito de aplicação prática pode-se considerar constante o valor de K 
para uma determinada peça, desde que o escoamento seja turbulento, independentemente do diâmetro, da 
velocidade e natureza do fluido. 
A tabela a seguir apresenta valores aproximados de K para algumas peças mais comuns. 
 
TABELA: Valores de K para cálculo de perda de carga localizada 
PEÇA K PEÇA K 
registro de gaveta aberto 0,20 Te, passagem direta 0,60 
registro de globo aberto 10,0 Tê, saída de lado 1,30 
cotovelo de 90
0
 0,90 Tê, saída bilateral 1,80 
cotovelo de 45
0
 0,40 entrada normal na tubulação 0,50 
curva de 90
0
 0,40 saída de canalização 1,0 
curva de 45
0
 0,20 
 
- Método dos Comprimentos Equivalentes ou Virtuais 
A técnica consiste em adicionar ao comprimento real (L), dos tubos retos de seção circular 
constante, comprimentos de tubos (Leq), com o mesmo diâmetro do conduto, capazes de provocar a 
mesma perda de energia gerada pelo acessório. Esse comprimento adicionado equivale virtualmente, sob 
o ponto de vista de perda de carga, ao produzido pelo acessório. 
 
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 Tabelas L/D: comprimento equivalente expresso em número de diâmetros, uma vez que a divisão 
dos comprimentos equivalentes pelos respectivos diâmetros não apresentam grande variações. Esse 
método é mais impreciso que os outros 2 métodos a serem apresentados, pois trabalha com valores 
médios. 
TABELA: Comprimento Equivalente expresso em n
o
 de diâmetros 
PEÇA L/D 
ampliação gradual 12 
Cotovelo 90
0
, raio longo 22 
cotovelo 45
0
 16 
Curva 90
0
 (R/D=1) 21 
curva 45
0
 15 
entrada normal 17 
entrada de borda 35 
Junção 30 
Redução 6 
registro de gaveta aberto 8 
registro de globo aberto 350 
Registro ângulo aberto 170 
Saída canalização 32 
Tê, passagem direta 20 
Tê, saída lado 50 
Tê, saída bilateral 65 
Válvula de pé e crivo 250 
válvula retenção 100 
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 Tabelas de Comprimentos Equivalentes: as tabelas são fornecidas por fabricantes para um dado material do acessório (PVC rígido, cobre, aço 
galvanizado, aço inox etc). Apresentam o comprimento equivalente da peça (em geral, em metros) para vários diâmetros. 
 
 
(Quadro – Fonte: MACINTYRE, 1997) 
 
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Perda de carga localizada: PVC rígido ou cobre 
 
(Quadro – Fonte: MACINTYRE, 1997)