HIDRÁULICA AULA 3 PERDA DE CARGA LOCALIZADA PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE GOIÁS ESCOLA DE ENGENHARIA ENGENHARIA AMBIENTAL E CIVIL HIDRÁULICA AULA 3 PERDA DE CARGA LOCALIZADA Prof. Dr. Fernando Ernesto Ucker 2015

PERDA DE CARGA EQUAÇÃO DE BERNOULLI T F1 – T F2 = ∆Ep + ∆Ec m ∆X1 ∆X2 m F1 A1 h2 h1 PLANO DE REFERÊNCIA Pela Equação da Conservação da Energia temos: T F1 – T F2 = ∆Ep + ∆Ec 𝑃 1 𝛾 + 𝑍 1 + 𝑣 1 2 2.𝑔 = 𝑃 2 𝛾 + 𝑍 2 + 𝑣 2 2 2.𝑔

PERDA DE CARGA Quando um líquido flui de 1 para 2, parte da energia inicial se dissipa, e a soma das três cargas em 2 não se iguala a 1. A diferença de energia de 1 para 2 é chamada de perda de carga.

FÓRMULAS PRÁTICAS 𝑯𝒇=𝟏𝟎,𝟔𝟓 𝑸 𝟏,𝟖𝟓 𝑪 𝟏,𝟖𝟓 . 𝑫 𝟒,𝟖𝟕 Fórmula de Hazen-Williams: 𝑯𝒇=𝟏𝟎,𝟔𝟓 𝑸 𝟏,𝟖𝟓 𝑪 𝟏,𝟖𝟓 . 𝑫 𝟒,𝟖𝟕 Onde: Hf = Perda de carga na tubulação; D = diâmetro da canalização; C = Coeficiente que depende da natureza das paredes; Q = Vazão.

FÓRMULAS PRÁTICAS 𝑯𝒇=𝒇 𝑳 . 𝑽 𝟐 𝑫 . 𝟐𝒈 Fórmula de Darcy-Weisbach: Esta fórmula é de uso geral, tanto serve para escoamento em regime turbulento quanto para o laminar, e é também utilizada para toda a gama de diâmetros. 𝑯𝒇=𝒇 𝑳 . 𝑽 𝟐 𝑫 . 𝟐𝒈 Onde: Hf = Perda de carga na tubulação, em m; D = diâmetro da canalização, m; f = coeficiente que depende do estado de conservação das paredes , e pode ser determinado pelo diagrama de Moody. g = aceleração da gravidade, em m.s-2; Q = Vazão, em m3.s-1

COLEBROOK-WHITE 𝒇= 𝟎,𝟐𝟓 𝐥𝐨𝐠 𝜺 𝑫 𝟑,𝟕 + 𝟓,𝟕𝟒 𝑹𝒆 𝟎,𝟗 𝟐

Resolução exercício aula passada Os pontos A e B estão a 1219 m um do outro ao longo de um tubo de aço novo, Ɛ = 0,061 mm e 152 mm de diâmetro. O ponto B está 15,40 m acima de A e as pressões em A e B são de 848 kPa e 335 kPa, respectivamente. Qual será a vazão de óleo combustível cuja d = 0,861 e ʋ =3,827 x 10-6 m2/s? Q = 0,0422 m³/s

PERDA DE CARGA LOCALIZADA As perdas localizadas são originadas pelas variações bruscas da geometria do escoamento, como mudanças de direção ou da seção do fluxo. São usuais em instalações com curvas, válvulas, comportas, alargamentos ou estreitamentos e etc. Perda de carga total = perda de carga linear + perda de carga localizada

MÉTODO DOS K’s ∆𝐻 𝑙𝑜𝑐 =𝐾 . 𝑣 2 2 𝑔 K –coeficiente adimensional ∆𝐻 𝑙𝑜𝑐 =𝐾 . 𝑣 2 2 𝑔 K –coeficiente adimensional v –velocidade média de referência (m/s) g –aceleração gravitacional (m/s2)

Método do comprimento equivalente ou virtual Considera-se que as peças e conexões podem ser substituídas (no cálculo) por comprimentos virtuais de tubulação que resultem na mesma perda de carga. Ou seja, a conexão é substituída por um comprimento de tubo, de mesmo diâmetro, no qual a perda de carga linear é igual a perda de carga localizada

Após achar o comprimento equivalente Fórmula de Darcy-Weisbach 𝑯𝒇=𝒇 𝑳 . 𝑽 𝟐 𝑫 . 𝟐𝒈 Onde: Hf = Perda de carga na tubulação, em m; D = diâmetro da canalização, m; f = coeficiente que depende do estado de conservação das paredes , e pode ser determinado pelo diagrama de Moody. g = aceleração da gravidade, em m.s-2; Q = Vazão, em m3.s-1