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Treinamento do cálculo de perda de carga para diferentes fluidos

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Apresentação em tema: "Treinamento do cálculo de perda de carga para diferentes fluidos"— Transcrição da apresentação:

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2 Treinamento do cálculo de perda de carga para diferentes fluidos
TA705 Aula 04 Treinamento do cálculo de perda de carga para diferentes fluidos

3 Considere o problema de escoamento seguinte.
Sistema típico de tubulações. Pump= bomba Plug valve= válvula globo de disco tampão Strainer= filtro.

4 O sistema tem um tubo de diâmetro de 34,8 mm e uma vazão mássica de 1,97 kg / s. A densidade do fluido é constante ( = 1,25 g / cm3 ) e a perda de carga através do filtro é 100 kPa. Deve-se considerar que perda de carga adicional ocorre na entrada, na válvula globo e nos três joelhos (cotovelos) de raio longo. Determine a perda de carga total nos seguintes casos: a) Assumir µ = 0,34 Pa.s e Re= 212,4 b) Assumir µ = 0,012 Pa.s e Re= 6018 c) Assumir k= 5,2 Pa.sn , n= 0,45 e ReLP= 323,9 d) Assumir k= 0,25 Pa.sn , n= 0,45 e ReLP= 6736,6 e) Assumir µpl= 0,34 Pa.s, 0 = 50 Pa, Re= 212,4 e He= 654,80 f) Assumir k= 5,2 Pa.sn , 0 = 50 Pa, n= 0,45, ReLP= 323,9 e HeM= 707,7

5 Ff = 16/Re Assumir µ = 0,34 Pa.s Fluido Newtoniano
Re= 212, < REGIME LAMINAR Ff = 16/Re

6 Ver o comprimento equivalente dos TUBOS, VÁLVULA GLOBO E DOS 3 JOELHOS.
Então pode-se usar a equação abaixo para calcular o Êf da tubulação + válvula + 3 joelhos: FILTRO: causa uma ΔP de 100 KPa. Então calcula-se o Êf:

7 ENTRADA: Bordas retas tem um Kf de 0,5 Então pode-se usar a equação abaixo para calcular o Êf da entrada: Êf TOTAL: Êf TUBULAÇÃO + Êf VÁLVULA GLOBO + Êf JOELHOS + Êf FILTRO + Êf ENTRADA

8 Ff = Diagrama de Moody b) Assumir: µ = 0,012 Pa.s Fluido Newtoniano
Re= > REGIME TURBULENTO Ff = Diagrama de Moody

9 Diagrama de Moody Ff = 0,008

10 Ver o comprimento equivalente dos TUBOS, VÁLVULA GLOBO E DOS 3 JOELHOS.
Então pode-se usar a equação abaixo para calcular o Êf da tubulação + valvula + 3 joelhos: FILTRO: causa uma ΔP de 100 KPa. Então calcula-se o Êf:

11 ENTRADA: Bordas retas tem um Kf de 0,5 Então pode-se usar a equação abaixo para calcular o Êf da entrada: Êf TOTAL: Êf TUBULAÇÃO + Êf VÁLVULA GLOBO + Êf JOELHOS + Êf FILTRO + Êf ENTRADA

12 c) Assumir: k= 5,2 Pa.sn n= 0, Fluido Pseudoplastico ReLP= 323,9

13 Ff = 16/ReLP (ReLP)crítico = 2529 ReLP < (ReLP)crítico
REGIME LAMINAR Ff = 16/ReLP

14 TUBOS: pode-se usar a equação abaixo para calcular o Êf da tubulação :

15 Kf laminar = Kf turbulento.(500/ReLP)
VÁLVULA GLOBO E OS 3 JOELHOS: É preciso ajustar o Kf turbulento para Kf laminar com a equação: Kf laminar = Kf turbulento.(500/ReLP) Então pode-se usar a equação abaixo para calcular o Êf da entrada:

16 FILTRO: Causa uma ΔP de 100 KPa. Então calcula-se o Êf:

17 ENTRADA: Bordas retas tem um Kf de 0,5 Então pode-se usar a equação abaixo para calcular o Êf da entrada: Êf TOTAL: Êf TUBULAÇÃO + Êf VÁLVULA GLOBO + Êf JOELHOS + Êf FILTRO + Êf ENTRADA

18 d) Assumir k= 0,25 Pa.sn n= 0, Fluido Pseudoplástico ReLP= 6736,6

19 Ff = (ReLP)crítico = 2529 ReLP > (ReLP)crítico
REGIME TURBULENTO Ff = Diagrama de Dodge-Metzner

20 Diagrama de Dodge-Metzner
Ff = 0,005 ReLP = 6736 n = 0,45

21 TUBOS: pode-se usar a equação abaixo para calcular o Êf da tubulação :

22 VÁLVULA GLOBO E OS 3 JOELHOS:
Pode-se usar a equação abaixo para calcular o Êf da entrada:

23 FILTRO: Causa uma ΔP de 100 KPa. Então calcula-se o Êf:

24 ENTRADA: Bordas retas tem um Kf de 0,5 Então pode-se usar a equação abaixo para calcular o Êf da entrada: Êf TOTAL: Êf TUBULAÇÃO + Êf VÁLVULA GLOBO + Êf JOELHOS + Êf FILTRO + Êf ENTRADA

25 e) Assumir µPL= 0,34 Pa.s 0 = 50 Pa Binghan Re= 212,4 He= 654,80

26 Validação do regime de escoamento
Estima-se um valor inicial para c crítico (cc) e obtên-se um valor para cc calculado com a equação abaixo : Repete-se o procedimento de cálculo até que a estimativa de cc inicial seja igual ao cc calculado

27 Validação do regime de escoamento
Com o valor de cc e obtên-se um valor Re crítico com a equação abaixo: Se o valor de Re de Bingham for menor que o Re crítico o regime é LAMINAR

28 Estima-se um valor inicial para fF e obtên-se um valor para fF calculado com a equação abaixo :
Repete-se o procedimento de cálculo até que a estimativa de fF inicial seja igual ao fF calculado

29 TUBOS: pode-se usar a equação abaixo para calcular o Êf da tubulação :

30 Kf laminar = Kf turbulento.(500/ReLP)
VÁLVULA GLOBO E OS 3 JOELHOS: É preciso ajustar o Kf turbulento para Kf laminar com a equação: Kf laminar = Kf turbulento.(500/ReLP) Então pode-se usar a equação abaixo para calcular o Êf da entrada:

31 FILTRO: Causa uma ΔP de 100 KPa. Então calcula-se o Êf:

32 ENTRADA: Bordas retas tem um Kf de 0,5 Então pode-se usar a equação abaixo para calcular o Êf da entrada: Êf TOTAL: Êf TUBULAÇÃO + Êf VÁLVULA GLOBO + Êf JOELHOS + Êf FILTRO + Êf ENTRADA

33 f) Assumir : k= 5,2 Pa.sn 0 = 50 Pa n= 0,45 ReLP= 323,9 Herschel-Bulkley HeM= 707,7

34 ReLP < (ReLP)crítico
REGIME LAMINAR

35 Estima-se um valor para Ψ inicial e calcula-se c com a equação:
Depois como valor de c calcula-se Ψ (METODO INTERATIVO TENTAIVA ERRO) com a equação: Repete-se o procedimento de cálculo até que a estimativa de Ψ inicial seja igual ao Ψ calculado

36 Então calcula-se fF com a equação:

37 TUBOS: pode-se usar a equação abaixo para calcular o Êf da tubulação :

38 Kf laminar = Kf turbulento.(500/ReLP)
VÁLVULA GLOBO E OS 3 JOELHOS: É preciso ajustar o Kf turbulento para Kf laminar com a equação: Kf laminar = Kf turbulento.(500/ReLP) Então pode-se usar a equação abaixo para calcular o Êf da entrada:

39 FILTRO: Causa uma ΔP de 100 KPa. Então calcula-se o Êf:

40 ENTRADA: Bordas retas tem um Kf de 0,5 Então pode-se usar a equação abaixo para calcular o Êf da entrada: Êf TOTAL: Êf TUBULAÇÃO + Êf VÁLVULA GLOBO + Êf JOELHOS + Êf FILTRO + Êf ENTRADA


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