Perda de Carga

Chama-se esta energia dissipada pelo fluido de PERDA DE CARGA (h_p), que tem dimensão linear, e representa a energia perdida pelo líquido por unidade de peso, entre dois pontos do escoamento.

A perda de carga é uma função complexa de diversos elementos tais como:

lRugosidade do conduto;

lViscosidade e densidade do líquido;

lVelocidade de escoamento;

lGrau de turbulência do movimento;

lComprimento percorrido.

Com o objetivo de possibilitar a obtenção de expressões matemáticas que permitam prever as perdas de carga nos condutos, elas são classificadas em:

lContínuas ou distribuídas

l Localizadas

Perda de Carga Distribuída:

lOcorrem em trechos retilíneos dos condutos;

lA pressão total imposta pela parede dos dutos diminui gradativamente ao longo do comprimento;

lPermanece constante a geometria de suas áreas molhadas;

lEssa perda é considerável se tivermos trechos relativamentecompridos dos dutos.

Perda de Carga Localizada:

lOcorrem em trechos singulares dos condutos tais como: junções, derivações, curvas, válvulas, entradas, saídas, etc;

lAs diversas peças necessárias para a montagem da tubulação e para o controle do fluxo do escoamento, provocam uma variação brusca da velocidade (em módulo ou direção), intensificando a perda de energia;

Equação de Bernoulli para fluidos reais

Para fluidos reais tem-se:

Quando a equação de Bernoulli é aplicada a dois pontos de um conduto com velocidade constante e mesma cota, tem-se a perda de carga dada por:

Fórmula universal da Perda de Carga distribuída

A fórmula de Darcy-Weissbach, permite calcular a perda de carga ao longo de um determinado comprimento do condutor, quando é conhecido o parâmetro f, denominado “coeficiente de atrito”:

Darcy-Weissbach:

O coeficiente de atrito, pode ser determinado utilizando-se o diagrama de Moody, partindo-se da relação entre:

· Rugosidade e Diâmetro do tubo (ε/D)

· Número de Reynolds (R_e)

O número de Reynolds é um parâmetro adimensional que relaciona forças viscosas com as forças de inércia, e é dado por:

Fórmula universal da Perda de Carga distribuída

Para a região de números de Reynolds inferiores a 2000 (regime laminar) o comportamento do fator de atrito pode ser obtido analiticamente por intermédio da equação de Hagen-Poiseuille conduzindo à função:

f = 64/R_e

Cálculo das Perdas de Carga localizadas

As perdas de carga localizadas podem ser expressas em termos de energia cinética (v²/2g) do escoamento. Assim a expressão geral:

h_p = k v²/2g

Onde:

v=velocidade média do conduto em que se encontra inserida a singularidade em questão;

k=coeficiente cujo valor pode ser determinado experimentalmente

Fonte: www.hidro.ufcg.edu.br/twiki/pub/Disciplinas/.../Perdas.ppt