Perdas de carga em tubis

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Universidade do Minho Departamento de Engenharia Biológica

Laboratórios de Fluidos e Calor

Relatório completo

TP4 – Perdas de carga em tubos

Grupo IV:
Luís Carlos Oliveira da Silva nº 42336 Mariana Pimenta Machado Braga dos Anjos nº 42810 Patrícia Raquel Pinheiro Pitrez Pereira nº 42857

Data de início do trabalho:

Data do fim do trabalho:

Data de Entrega do trabalho:

22 –04 – 06

25 – 04 – 06

27 – 04 - 06

2005/2006

Laboratórios de Fluidos e Calor

INTRODUÇÃO

Neste trabalho foram testados dois tubos de aço galvanizado de diâmetro iguais (1/2”) com e sem acidentes e a sua associação em paralelo, uma tubagem em PVC
1/2

” rectilíneo e também uma tubagem de aço

galvanizado 11/4”, de modo a demonstrar os fundamentos das perdas de carga emtubagens. Em escoamento turbulento, numa tubagem horizontal de área

constante, a queda de pressão, ΔP, poderá ser calculada através da seguinte expressão:

(2 f u 2 L P= d

)

(1)

No escoamento de fluidos existem vários parâmetros que influenciam as perdas de carga, sendo eles: A natureza do fluido, a sua massa especifica e a sua viscosidade; O material de construção da tubagem e dosacessórios, que depende das diferentes propriedades dos fluidos a serem escoados nessa tubagem e cujas características, por exemplo a rugosidade, influenciam as perdas; O diâmetro da tubagem, que deverá ser tanto maior quanto mais caudal for bombeado, para diminuir a velocidade e consequentemente as perdas; Regime de escoamento, laminar ou turbulento; Tubagem em paralelo, usada quando se pretende aumentaro caudal debitado, sendo as perdas iguais nos dois ramos da tubagem;

1

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Figura 1. Tubagens em paralelo

Comprimento dos tubos e quantidade de acessórios, quanto maior o comprimento da tubagem e o número de acessórios, maior serão as perdas de carga existentes.

Os acessórios desempenham várias e importantes funções. Permitem modificar a direcção doescoamento (por exemplo os joelhos e os tês), a ligação entre tubagens, modificação de diâmetros da tubagem (redutores) e o controlo de caudais (válvulas). É de referir que algumas válvulas também interrompem o escoamento. Existem vários tipos de válvulas que têm várias características e funções, como por exemplo a válvula de globo (controlo de caudais) e a válvula de adufa (interromper oescoamento). As perdas na tubagem traduzem-se em perdas por atrito para as quais é necessário ter em conta o factor de atrito (exercido pelo fluido). O factor de atrito está relacionado com as dimensões (comprimentos e diâmetros), com o material de tubagem (rugosidades), e com propriedades e velocidade do fluido. As perdas por atrito em tubagens são calculadas pela seguinte equação:

Hf =

(2 f u 2 Le)(g d)

(2)

2

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O parâmetro f é o factor de atrito que é calculado a partir do número de Reynolds. O número de Reynolds é adimensional e calcula-se da seguinte maneira:

Re =

u

de

(3)

Com o número de Reynolds e com a rugosidade a dividir pelo diâmetro (

d

) obtemos o factor de atrito recorrendo ao diagrama de Moody. Só para

valores deRe > 2100 é necessário consultar o diagrama, pois quando este é menor que 2100, regime laminar, o factor de atrito é independente da rugosidade e poder-se-á determinar f por:

f=

16 Re

(4)

Em regime de transição (2100 < Re < 4000) o factor de atrito aumenta muito rapidamente. No diagrama de Moody cada curva relaciona o factor de atrito com o número de Reynolds para tubos com a mesmarugosidade relativa. No caso de haver acessórios, contracções e/ou expansões, as perdas por atrito são calculadas em termos de comprimento equivalente. Assim é possível simplificar os cálculos, determinando o comprimento equivalente dos acessórios, das contracções e das expansões e somando ao comprimento da tubagem rectilínea obtendo-se o comprimento equivalente total da tubagem.

Para calcular...
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