HH perda de carga localizada

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INTRODUÇÃO
O transporte de fluidos é feito através de condutos projetados para esta finalidade. Esses condutos podem ser abertos para a atmosfera, recebendo o nome de canais e destinados principalmente ao transporte de água, ou serem condutos fechados, em que a pressão é maior que a atmosfera, sendo assim denominados dutos sob pressão. Os escoamentos em dutos sob pressão são característicos nos escoamentos provocados por bombas hidráulicas. O escoamento interno em tubulações sofre forte 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 provoca um abaixamento da pressão total do fluido ao longo do escoamento que é denominado de PERDA DE CARGA. A perda de carga pode ser distribuída ou localizada (também conhecida por singular), dependendo do motivo que a causa.
PERDA DE CARGA LOCALIZADA
Determinar o coeficiente de perda de carga singular para vários tipos de singularidades e compará-los com valores tabelados. Estudar o comportamento da perda de carga singular em função da vazão e do coeficiente de perda de carga singular em função do número de Reynolds.
 Determinar o comprimento equivalente das singularidades e analisar o seu comportamento em função do número de Reynolds. Singularidades: elementos de uma tubulação que perturba o escoamento do fluido, estabelecido em condutores retos de secção constante. 
Algumas singularidades: mudanças de direção, válvulas, registros, filtros, estreitamentos, alargamentos, joelhos (90º, 45º), curvas longas, reduções, entre outras. 
Sua forma geométrica e disposição elevam a turbulência, resultando em perdas de carga. 
Portanto, ao calcular a carga entre a entrada e a saída de uma singularidade, observa-se uma queda no seu valor = perda singular indicada (hs).
OBJETIVO EXPERIMENTAL
Determinar Ks das singularidades para verificação da dependência da hs com a Q e do Ks em função de Re; para calcular o Leq das singularidades e analisar o seu comportamento em função do Re.
MATERIAIS UTILIZADOS
a) Bomba hidráulica conectada ao conjunto de linhas de tubulação. 
b) Registro regulador de vazão ou válvula da instalação. 
c) Recipiente graduado para a medição do volume.
 d) Cronômetro. 
e) Manômetro digital.
 f) Seis tipos de singularidades: válvula globo, válvula esfera, válvula gaveta, cotovelo de 90º, curva e redução. 
g) Dois pontos de tomada de pressão para cada singularidade
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
1. Etapas para a determinar Ks das singularidades para verificação da dependência da hs com a Q e do Ks em função de Re; para calcular o Leq das singularidades e analisar o seu comportamento em função do Re.
 2. Com a bomba ligada, é realizada a medida da diferença de pressão no manômetro digital. 
3. Com o registro regulador de vazão totalmente aberto, é obtida a vazão por meio do método volumétrico. 
4. Anotado os valor na tabela, o processo é repetido para outras vazões, que são obtidas pela alteração na válvula reguladora de vazão. 
5. Realizar os cálculos de Q, v, hs , Ks , número de Re e Leq e completar as tabelas.
Apresentar os dados e resultados obtidos, preenchendo as tabelas a seguir:
	Singularidade 1
	 
	 
	Válvula:
	Globo
	 
	 
	 
	 
	
	Volume (m³)
	Tempo(s)
	Q(m³/s)
	V(m/s)
	h(mm)
	∆P(pa)
	hs(m)
	Re
	Ks
	Leq (m)
	0,03
	19,5
	0,001538
	3,13412811
	 -
	51800
	5,18
	78353,2
	10,54693
	11,46405969
	0,03
	20,74
	0,001446
	2,94674533
	 -
	50700
	5,07
	73668,63
	11,67758
	12,6930187
	0,03
	21,91
	0,001369
	2,78938832
	 -
	47300
	4,73
	69734,71
	12,15831
	13,21555335
	0,03
	24,69
	0,001215
	2,47531382
	 -
	39700
	3,97
	61882,85
	12,95866
	14,08549594
	0,03
	27,04
	0,001109
	2,26018854
	 -
	32800
	3,28
	56504,71
	12,84146
	13,95811186
	Singularidade 2
	 
	 
	Válvula:
	Esfera
	 
	 
	 
	 
	
	Volume (m³)
	Tempo(s)
	Q(m³/s)
	V(m/s)
	h(mm)
	∆P(pa)
	hs(m)
	Re
	Ks
	Leq (m)
	0,03
	19,5
	0,001538
	3,13412811
	 -
	2900
	0,29
	78353,2
	0,590465
	0,641810292
	0,03
	20,74
	0,001446
	2,94674533
	 -
	2700
	0,27
	73668,63
	0,621883
	0,675959576
	0,03
	21,91
	0,001369
	2,78938832
	 -
	2500
	0,25
	69734,71
	0,642617
	0,698496477
	0,03
	24,69
	0,001215
	2,47531382
	 -
	1800
	0,18
	61882,85
	0,587546
	0,638637096
	0,03
	27,04
	0,001109
	2,26018854
	 -
	1200
	0,12
	56504,71
	0,46981
	0,510662629
	Singularidade 3
	 
	 
	Válvula:
	Gaveta
	 
	 
	 
	 
	
	Volume (m³)
	Tempo(s)
	Q(m³/s)
	V(m/s)
	h(mm)
	∆P(pa)
	hs(m)
	Re
	Ks
	Leq (m)
	0,03
	19,5
	0,001538
	3,13412811
	 -
	2900
	0,29
	78353,2
	0,590465
	0,641810292
	0,03
	20,74
	0,001446
	2,94674533
	 -
	2700
	0,27
	73668,63
	0,621883
	0,675959576
	0,03
	21,91
	0,001369
	2,78938832
	 -
	2500
	0,25
	69734,71
	0,642617
	0,698496477
	0,03
	24,69
	0,001215
	2,47531382
	 -
	1800
	0,18
	61882,85
	0,587546
	0,638637096
	0,03
	27,04
	0,001109
	2,26018854
	 -
	1200
	0,12
	56504,71
	0,46981
	0,510662629
Colar a curva de perda de carga distribuida (hs) em função da vazão (Q) – construida com algum software de analise de dados – para as válvulas analisadas 
Colar a curva do coeficiente de perda de carga singular – (Ks) em função do numero de Reynolds (Re) – construída com algum software de analise de dado – para as válvulas analisadas
Colar a curva do comprimento equivalente – (Leq) em função do número de Reynolds (Re) – contruída com algum software de análise de dados, para as válvulas analisadas
	Singularidade 5
	 
	 
	Dupla Curva
	 
	D=0,0256
	 
	z2 (m)=0,1
	 
	
	Volume (m³)
	Tempo(s)
	Q(m³/s)
	V(m/s)
	h(mm)
	∆P(pa)
	hs(m)
	Re
	Ks
	Leq (m)
	0,03
	19,5
	0,001538
	2,98893748
	 -
	6000
	0,6
	76516,8
	1,343221
	1,495063754
	0,03
	20,74
	0,001446
	2,81023534
	 -
	5700
	0,57
	71942,02
	1,443509
	1,606688182
	0,03
	21,91
	0,001369
	2,660168
	 -
	5100
	0,51
	68100,3
	1,441392
	1,604331722
	0,03
	24,69
	0,001215
	2,36064321
	 -
	3800
	0,38
	60432,47
	1,363807
	1,517976387
	0,03
	27,04
	0,001109
	2,15548376
	 -
	2700
	0,27
	55180,38
	1,162263
	1,293648765
	Singularidade 4
	 
	 
	Cotovelo90°
	 
	D=0,0256
	 
	z2 (m)=0,06
	 
	
	Volume (m³)
	Tempo(s)
	Q(m³/s)
	V(m/s)
	h(mm)
	∆P(pa)
	hs(m)
	Re
	Ks
	Leq (m)
	0,03
	19,5
	0,001538
	2,98893748
	 -
	4300
	0,43
	76516,8
	0,962642
	1,071462357
	0,03
	20,74
	0,001446
	2,81023534
	 -
	3800
	0,38
	71942,02
	0,962339
	1,071125455
	0,03
	21,91
	0,001369
	2,660168
	 -
	3300
	0,33
	68100,3
	0,932665
	1,038096996
	0,03
	24,69
	0,001215
	2,36064321
	 -
	2500
	0,25
	60432,47
	0,897241
	0,998668676
	0,03
	27,04
	0,001109
	2,15548376
	 -
	1700
	0,17
	55180,38
	0,731795
	0,814519593
	Singularidade 6
	 
	 
	Redução
	 
	D1=0,0256
	 
	 D2=0,0190
	 
	
	
	Volume (m³)
	Tempo(s)
	Q(m³/s)
	V1(m/s)
	h(mm)
	∆P(pa)
	hs(m)
	Re
	Ks
	Leq (m)
	V2(m/s)
	0,03
	19,5
	0,001538
	2,98893748
	 -
	16400
	1,64
	1281898
	0,007206
	0,008020225
	67,46829296
	0,03
	20,74
	0,001446
	2,81023534
	 -
	16100
	1,61
	1205256
	0,008002
	0,0089067
	63,43450881
	0,03
	21,91
	0,001369
	2,660168
	 -
	14400
	1,44
	1140895
	0,007987
	0,008890388
	60,04708867
	0,03
	24,69
	0,001215
	2,36064321
	 -
	11100
	1,11
	1012434
	0,007819
	0,008702391
	53,2860151
	0,03
	27,04
	0,001109
	2,15548376
	 -
	8500
	0,85
	924445,4
	0,007181
	0,007992925
	48,65501896
Colar a curva de perda de carga distribuida (hs) em função da vazão (Q) – construida com algum software de analise de dados – para as singularidades analisadas (cotovelo / curva / redução)
Colar a curva do coeficiente de perda de carga singular – (Ks) em função do numero de Reynolds (Re) – construída com algum software de analise de dado – para as singularidades analisadas (cotovelo / curva / redução)
Colar a curva do comprimento equivalente – (Leq) em função do número de Reynolds (Re) – contruída com algum software de análise de dados, para as singularidades analisadas (cotovelo / curva / redução)
Analisar qual válvula apresenta maior perda de carga singular e discutir o resultado é coerente com osvalores mostrados para válvulas comerciais
Observando as tabelas, fica fácil dizer qual válvula apresenta maior perda de carga singular, sendo ela a globo, com uma média de 4,45m, 4,17m a mais que a maior perda de carga singular das válvulas esfera e gaveta, que é de 0,29m
Analisar dentre cotovelo / curva / redução qual apresenta maior perda de carga singular e discutir se o resultado é coerente com os valores mostrados no anexo III
Calculando a média da perda de carga singular de ca um, temos que a redução apresenta a maior perda de carga dentre os três, com uma média de 0,546
Gráfico (Ks) x (Re)
Cotovelo 90°	1281898	1205256	1140895	1012434	924445.4	76516.800000000003	71942.02	68100.3	60432.47	55180.38	0.962642	0.96233900000000006	0.93266499999999997	0.89724099999999996	0.73179499999999997	Curva	1281898	1205256	1140895	1012434	924445.4	76516.800000000003	71942.02	68100.3	60432.47	55180.38	1.343221	1.4435089999999999	1.441392	1.363807	1.162263	Redução	1281898	1205256	1140895	1012434	924445.4	76516.800000000003	71942.02	68100.3	60432.47	55180.38	7.2059999999999997E-3	8.0020000000000004E-3	7.986	9999999999993E-3	7.8189999999999996E-3	7.1809999999999999E-3	Re
Ks
Gráfico Leq(m) x (Re)
Cotovelo 90°	76516.800000000003	71942.02	68100.3	60432.47	55180.38	1281898	1205256	1140895	1012434	924445.4	1.0714623569999999	1.071125455	1.0380969959999999	0.99866867599999998	0.81451959299999999	Cruva	76516.800000000003	71942.02	68100.3	60432.47	55180.38	1281898	1205256	1140895	1012434	924445.4	1.495063754	1.6066881820000001	1.604331722	1.517976387	1.2936487649999999	Redução	76516.800000000003	71942.02	68100.3	60432.47	55180.38	1281898	1205256	1140895	1012434	924445.4	8.0202250000000006E-3	8.9067E-3	8.8903880000000008E-3	8.7023910000000003E-3	7.9929249999999997E-3	8.0202250000000006E-3	8.9067E-3	8.8903880000000008E-3	8.7023910000000003E-3	7.9929249999999997E-3	Re
Leq(m)
Grafico (hs) x (Q)
Globo	1.5380000000000001E-3	1.446E-3	1.369E-3	1.2149999999999999	E-3	1.109E-3	5.18	5.07	4.7300000000000004	3.97	3.28	Esfera	1.5380000000000001E-3	1.446E-3	1.369E-3	1.2149999999999999E-3	1.109E-3	0.28999999999999998	0.27	0.25	0.18	0.12	Gaveta	1.5380000000000001E-3	1.446E-3	1.369E-3	1.2149999999999999E-3	1.109E-3	0.28999999999999998	0.27	0.25	0.18	0.12	Q(m³/s)
hs(m)
Gráfico (Ks) x (Re)
Globo	78353.2	73668.63	69734.710000000006	61882.85	56504.71	10.54693	11.677580000000001	12.15831	12.95866	12.84146	Esfera	78353.2	73668.63	69734.710000000006	61882.85	56504.71	0.59046500000000002	0.62188299999999996	0.64261699999999999	0.58754600000000001	0.46981000000000001	Gaveta	78353.2	73668.63	69734.710000000006	61882.85	56504.71	0.59046500000000002	0.62188299999999996	0.64261699999999999	0.58754600000000001	0.46981000000000001	Re
Ks
Gráfico Leq(m) x (Re)
Globo	11.464059689999999	12.6930187	13.21555335	14.209037573333299	15.0847844033333	11.464059689999999	12.6930187	13.21555335	14.085495939999999	13.958111860000001	Esfera	11.464059689999999	12.6930187	13.21555335	14.209037573333299	15.0847844033333	0.64181029199999995	0.67595957600000001	0.69849647699999995	0.63863709599999996	0.51066262900000003	Gaveta	11.464059689999999	12.6930187	13.21555335	14.209037573333299	15.0847844033333	0.64181029199999995	0.67595957600000001	0.69849647699999995	0.63863709599999996	0.51066262900000003	Re
Leq(m)
Gráfico hs(m) x Q(m³/s)
Cotovelo 90°	1.5380000000000001E-3	1.446E-3	1.369E-3	1.2149999999999999E-3	1.109E-3	0.43	0.38	0.33	0.25	0.17	Curva	1.5380000000000001E-3	1.446E-3	1.369E-3	1.2149999999999999E-3	1.109E-3	0.6	0.56999999999999995	0.51	0.38	0.27	Redução	1.5380000000000001E-3	1.446E-3	1.369E-3	1.2149999999999999E-3	1.109E-3	1.64	1.61	1.44	1.1100000000000001	0.85	Q(m³/s)
hs(m)