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EXPERIMENTO2-HIDRÁULICA EXPERIMENTAL

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Universidade Federal de Campina Grande -UFCG 
Centro de Tecnologia e Recursos Naturais - CTRN 
Unidade Acadêmica de Engenharia Civil- UAEC 
Disciplina: Hidráulica Experimental 
Período: 2020.1e Turma: 01 Data: 03/03/2021 
 
PERDA DE CARGA LINEAR EM CONDUTOS FORÇADOS 
Experimento 2 
 
 
PVC (ano 2003) 
 
Diâmetro (D) = _17_____mm 
Comprimento = _10,13___m 
Temperatura da água = __25___⁰C 
 
 
Q1 
Altura do Recipiente (cm) 7,0 7,1 
Volume do Recipiente (ml) 
Tempo (s) 10 10 
Vazão (m3/s) 
Piezômetro 1 (mmca) 1411 
Piezômetro 7 (mmca) 740 
MANÔMETRO DIFERENCIAL EM U 
H1 (mmHg) 223 
H2 (mmHg) 252 
 
 
Atividade 
 
1) Através da perda de carga obtida com a leitura dos piezômetros 1 e 7, 
determine o fator de atrito, “f”, de Darcy para as duas vazões. 
 
Calculando o volume do recipiente, temos: 
 
𝑽𝒐𝒍 = 𝟐𝟕𝟐 + 𝟏𝟔𝟓, 𝟒 𝑯𝒎é𝒅 
 
 𝑽𝒐𝒍 = 𝟐𝟕𝟐 + 𝟏𝟔𝟓, 𝟒 ∙ (
𝟕 + 𝟕, 𝟏
𝟐
) 
𝑽𝒐𝒍 = 𝟏𝟒𝟑𝟖, 𝟎𝟕 𝒎𝒍 = 𝟏𝟒𝟑𝟖, 𝟎𝟕 ∙ 𝟏𝟎−𝟔 ∙ 𝟏𝟎−𝟔 𝒎𝟑 
 
Assim, a vazão: 
 
𝑸 =
𝑽
𝒕
=
𝟏𝟒𝟑𝟖, 𝟎𝟕 ∙ 𝟏𝟎−𝟔 
𝟏𝟎
= 𝟏𝟒𝟑, 𝟖𝟎𝟕 ∙ 𝟏𝟎−𝟔 𝒎𝟑/𝒔 
 
Como, 
𝑯𝒑 = 𝑷𝟏 − 𝑷𝟐 
 
𝑯𝒑 = 𝟏𝟒𝟏𝟏 − 𝟕𝟒𝟎 
 
𝑯𝒑 = 𝟔𝟕𝟏 𝒎𝒎𝒄𝒂 = 𝟎, 𝟔𝟕𝟏 𝒎𝒄𝒂 
 
Usando a equação da continuidade, temos: 
 
𝑸 = 𝑨 ∙ 𝒗 
 
𝒗 =
𝑸
𝑨
=
𝟏𝟒𝟑, 𝟖𝟎𝟕 ∙ 𝟏𝟎−𝟔
𝝅 ∙ (𝟏𝟕 ∙ 𝟏𝟎−𝟑)𝟐
𝟒
 
 
𝒗 = 𝟎, 𝟔𝟑𝟒 𝒎𝟐/𝒔 
 
Utilizando a equação de Darcy, temos: 
 
𝒇𝒆𝒙𝒑𝒆𝒓𝒊𝒎𝒆𝒏𝒕𝒂𝒍 =
𝑯𝒑𝟐𝒈𝒅
𝑳𝒗𝟐
 
 
𝒇𝒆𝒙𝒑𝒆𝒓𝒊𝒎𝒆𝒏𝒕𝒂𝒍 =
(𝟎, 𝟔𝟕𝟏)𝟐(𝟗, 𝟖𝟏)(𝟏𝟕 ∙ 𝟏𝟎−𝟑)
(𝟏𝟎, 𝟏𝟑)(𝟎, 𝟔𝟑𝟒)𝟐
 
 
𝒇𝒆𝒙𝒑𝒆𝒓𝒊𝒎𝒆𝒏𝒕𝒂𝒍 = 𝟎, 𝟎𝟓𝟓 
 
 
Logo, o fato de atrito f é 0,055. 
 
2) Calcule a perda de carga linear no conduto utilizando a equação de Darcy 
(Universal). 
 
 
Calculando o número de Reynolds: 
 
𝑹𝒆 =
𝒗𝑫
𝝂
=
(𝟎, 𝟔𝟑𝟒)(𝟏𝟕 ∙ 𝟏𝟎−𝟑)
(𝟎, 𝟖𝟗𝟑 ∙ 𝟏𝟎−𝟔)
= 𝟏𝟐𝟎𝟔𝟗, 𝟒𝟐𝟗 
 
Utilizando a equação de Swamee - Jain, temos: 
 
𝒇 =
𝟎, 𝟐𝟓
[𝐥𝐨𝐠 (
𝜺
𝟑, 𝟕𝑫 +
𝟓, 𝟕𝟒
𝑹𝒆𝟎,𝟗
)]
𝟐 
 
𝒇 =
𝟎, 𝟐𝟓
[𝐥𝐨𝐠 (
𝟎, 𝟎𝟏𝟎
𝟑, 𝟕(𝟏𝟕 ∙ 𝟏𝟎−𝟑)
+
𝟓, 𝟕𝟒
(𝟏𝟐𝟎𝟔𝟗, 𝟒𝟐𝟗)𝟎,𝟗
)]
𝟐 
 
 
𝒇 = 𝟎, 𝟑𝟗𝟓 
 
 
Daí, 
𝑯𝒑 =
𝒇𝑳𝒗𝟐
𝟐𝒈𝑫
 
 
𝑯𝒑 =
(𝟎, 𝟑𝟗𝟓)(𝟏𝟎, 𝟏𝟑)(𝟎, 𝟔𝟑𝟒)𝟐
𝟐(𝟗, 𝟖𝟏)(𝟏𝟕 ∙ 𝟏𝟎−𝟑)
 
 
𝑯𝒑 = 𝟒, 𝟖𝟐 𝒎𝒄𝒂 
 
3) Utilize a equação de Fair-Whipple-Hsiao. Determine “∆h” no conduto. 
 
Note que, 
𝚫𝒉 =
𝟎, 𝟎𝟎𝟎𝟖𝟔𝟗𝟓(𝑳)(𝑸)𝟏,𝟕𝟓
(𝑫)𝟒,𝟕𝟓
 
 
𝚫𝒉 =
𝟎, 𝟎𝟎𝟎𝟖𝟔𝟗𝟓(𝟏𝟎, 𝟏𝟑)(𝟏𝟒𝟑, 𝟖𝟎𝟕 ∙ 𝟏𝟎−𝟔)𝟏,𝟕𝟓
(𝟏𝟕 ∙ 𝟏𝟎−𝟑)𝟒,𝟕𝟓
 
 
𝚫𝒉 = 𝟎, 𝟒𝟐𝟑 𝒎𝒄𝒂