Cálculo da perda de carga
Através da fórmula universal, também conhecida como fórmula de Darcy Weisbach, que é reconhecida pela ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas
onde:
L – comprimento da tubulação (tubos + acessórios);
Le – comprimento equivalente do acessório hidráulico, ou seja, comprimento fictício de tubo que ao substituir a singularidade propicia uma perda distribuída precisamente igual a perda singular causada pela singularidade em questão; f – coeficiente de perda de carga distribuída, ou fator de atrito de Darcy, que no caso do escoamento laminar (onde o número de Reynolds é menor, ou igual a 2000) e pode ser assim calculado:
O número de Reynolds pode ser calculado por: onde: a massa específica, além de caracterizar o fluido em uma dada temperatura, possibilita classificar o escoamento em incompressível ou não, se ela permanecer constante ao longo do escoamento, escoamentos isotérmicos, pode-se afirmar que o mesmo é considerado incompressível. O cálculo da velocidade média do escoamento é feito considerando a vazão (Q) e a área da seção transversal formada pelo fluido: Diâmetro hidráulico: Quando trabalhamos com condutos forçados de seção transversal circular o diâmetro hidráulico coincide com o diâmetro interno do conduto.
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No caso de fluxo laminar, temos
Assim:
No caso de fluxo turbulento, não é possível determinar analiticamente a expressão para a variação de pressão;
Além disso, experimentalmente se verifica que a perda de carga ΔH é proporcional ao comprimento do tubo, se D for mantido constante. Assim, podemos escrever
Essa equação é conhecida como equação de Darcy-Weisbach. Nf é chamado fator de atrito (neste caso, fator de atrito de Darcy); em geral, ele é uma função do diâmetro, da rugosidade e do Número de Reynolds do escoamento:
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