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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ
CENTRO DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA
RELATÓRIO 2 – PERDA DE CARGA
AMANDA NORÕES - 0276582
CLAUDINA RAMOS - 0289005
JOANA ANGÉLICA CORREIA - 0276579
LAÍS NEVES LEORNE - 0267967
RAFAEL SIQUEIRA - 0263634
MARÇO/2012
Introdução
Denomina-se perda de carga de um sistema, o atrito causado pela resistência da parede interna dotubo quando o fluido passa pela mesma.
As perdas de carga classificam-se em:
* Distribuídas: Causadas pelo movimento da água ao longo da tubulação. É uniforme em qualquer trecho da tubulação (desde que de mesmo diâmetro), independente da posição do mesmo.
* Localizadas: Causadas pelo movimento da água nas paredes internas e emendas das conexões e acessórios da instalação, sendo maioresquando localizadas nos pontos de mudança de direção do fluxo. Estas perdas não são uniformes, mesmo que as conexões e acessórios possuam o mesmo diâmetro.
Existem vários fatores que influenciam a perda de carga, como por exemplo: i) Natureza do fluido escoado (peso específico, viscosidade); iI) Material empregado na fabricação dos tubos e conexões (PVC, ferro), e tempo de uso; iii) Diâmetro datubulação; iv) Comprimento dos tubos e quantidade de conexões e acessórios; v) Regime de escoamento (laminar ou turbulento).
Além da perda de carga que ocorre durante o escoamento do líquido ao longo de tubos retilíneos, devem-se considerar as perdas de carga localizadas. São perdas de energia devidas à presença de joelhos, curvas, tês, reduções, alargamentos e todas as peças e dispositivosintercalados ao longo do encanamento.
Objetivos
Calcular a perda de carga distribuída num trecho de tubo liso em um escoamento de água em regime plenamente desenvolvido, permanente, incompressível e turbulento em tubos circulares feitos do material PVC. Além disso, faz parte desse experimento medir a perda de carga localizada em três tipos de válvulas tipo globo, gaveta e retenção conformeilustra a figura 1. A seguir tem-se um desenho esquemático do aparato experimental a ser utilizado:
Figura 1- Experimento de perda de carga
Memorial de Cálculos
Utilizamos as seguintes equações, por ordem de uso, utilizando a notação da figura 1:
* Perda de carga (hd)
hd=(2D-10D)
* Perda de carga unitária (J)
J= hdC1
ou
J= hdC2
* Cálculo da vazão pela equação deHazen-Williams
J= 10,641LC1,85×Q1,85D4,87
onde,
J: Perda de carga unitária (m/m)
C: coeficiente de Hazen-Williams (CPVC = 140 e CMetal = 100)
Q: vazão do fluxo
D: Diâmetro interno
Resultados e Discussão
Desprezamos as medidas da perda de carga dos tubos próximos às conexões e curvas onde a pressão, devido à turbulência, é menor; os demais tubos comportaram-se com o perfil descrente,como era de se esperar, devido à queda de pressão ao longo do comprimento do tubo.
Medições adotadas de acordo com a figura 1:
Tabela 1 - Medida das alturas dos tubos nos sistema antes e depois da válvula
Acessórios/Medições | 2D (m) | 10D (m) | C1 (m) | 10D (m) | 2E (m) | C2 (m) |
Válv. Globo 100% aberta | 0,33 | 0,28 | 0,24 | 0,29 | 0,12 | 0,37 |
Válv. Globo 75% aberta | 0,96 | 0,91| 0,24 | 0,91 | 0,09 | 0,37 |
Válv. Gaveta 100% aberta | 0,24 | 0,18 | 0,24 | 0,18 | 0,12 | 0,37 |
Válv. Gaveta 75% aberta | 0,25 | 0,2 | 0,24 | 0,2 | 0,13 | 0,37 |
Válvula de Retenção | 0,94 | 0,87 | 0,24 | 0,87 | 0,13 | 0,37 |
Neste experimento não podemos usar a Equação de Bernoulli para o cálculo da perda de carga, pois esta equação é válida para escoamento de um fluido incompressívele sem atrito com as paredes da tubulação. Em relação ao fluido, vamos considerar a água como sendo um fluido incompressível, pois os líquidos reais têm alguma compressibilidade, mas ela é tão pequena que eles podem ser considerados incompressíveis e os erros são desprezíveis. Mas, já no caso, não poderemos considerar sem atrito, pois as tubulações reais, oferecem resistência ao escoamento e...
CENTRO DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA
RELATÓRIO 2 – PERDA DE CARGA
AMANDA NORÕES - 0276582
CLAUDINA RAMOS - 0289005
JOANA ANGÉLICA CORREIA - 0276579
LAÍS NEVES LEORNE - 0267967
RAFAEL SIQUEIRA - 0263634
MARÇO/2012
Introdução
Denomina-se perda de carga de um sistema, o atrito causado pela resistência da parede interna dotubo quando o fluido passa pela mesma.
As perdas de carga classificam-se em:
* Distribuídas: Causadas pelo movimento da água ao longo da tubulação. É uniforme em qualquer trecho da tubulação (desde que de mesmo diâmetro), independente da posição do mesmo.
* Localizadas: Causadas pelo movimento da água nas paredes internas e emendas das conexões e acessórios da instalação, sendo maioresquando localizadas nos pontos de mudança de direção do fluxo. Estas perdas não são uniformes, mesmo que as conexões e acessórios possuam o mesmo diâmetro.
Existem vários fatores que influenciam a perda de carga, como por exemplo: i) Natureza do fluido escoado (peso específico, viscosidade); iI) Material empregado na fabricação dos tubos e conexões (PVC, ferro), e tempo de uso; iii) Diâmetro datubulação; iv) Comprimento dos tubos e quantidade de conexões e acessórios; v) Regime de escoamento (laminar ou turbulento).
Além da perda de carga que ocorre durante o escoamento do líquido ao longo de tubos retilíneos, devem-se considerar as perdas de carga localizadas. São perdas de energia devidas à presença de joelhos, curvas, tês, reduções, alargamentos e todas as peças e dispositivosintercalados ao longo do encanamento.
Objetivos
Calcular a perda de carga distribuída num trecho de tubo liso em um escoamento de água em regime plenamente desenvolvido, permanente, incompressível e turbulento em tubos circulares feitos do material PVC. Além disso, faz parte desse experimento medir a perda de carga localizada em três tipos de válvulas tipo globo, gaveta e retenção conformeilustra a figura 1. A seguir tem-se um desenho esquemático do aparato experimental a ser utilizado:
Figura 1- Experimento de perda de carga
Memorial de Cálculos
Utilizamos as seguintes equações, por ordem de uso, utilizando a notação da figura 1:
* Perda de carga (hd)
hd=(2D-10D)
* Perda de carga unitária (J)
J= hdC1
ou
J= hdC2
* Cálculo da vazão pela equação deHazen-Williams
J= 10,641LC1,85×Q1,85D4,87
onde,
J: Perda de carga unitária (m/m)
C: coeficiente de Hazen-Williams (CPVC = 140 e CMetal = 100)
Q: vazão do fluxo
D: Diâmetro interno
Resultados e Discussão
Desprezamos as medidas da perda de carga dos tubos próximos às conexões e curvas onde a pressão, devido à turbulência, é menor; os demais tubos comportaram-se com o perfil descrente,como era de se esperar, devido à queda de pressão ao longo do comprimento do tubo.
Medições adotadas de acordo com a figura 1:
Tabela 1 - Medida das alturas dos tubos nos sistema antes e depois da válvula
Acessórios/Medições | 2D (m) | 10D (m) | C1 (m) | 10D (m) | 2E (m) | C2 (m) |
Válv. Globo 100% aberta | 0,33 | 0,28 | 0,24 | 0,29 | 0,12 | 0,37 |
Válv. Globo 75% aberta | 0,96 | 0,91| 0,24 | 0,91 | 0,09 | 0,37 |
Válv. Gaveta 100% aberta | 0,24 | 0,18 | 0,24 | 0,18 | 0,12 | 0,37 |
Válv. Gaveta 75% aberta | 0,25 | 0,2 | 0,24 | 0,2 | 0,13 | 0,37 |
Válvula de Retenção | 0,94 | 0,87 | 0,24 | 0,87 | 0,13 | 0,37 |
Neste experimento não podemos usar a Equação de Bernoulli para o cálculo da perda de carga, pois esta equação é válida para escoamento de um fluido incompressívele sem atrito com as paredes da tubulação. Em relação ao fluido, vamos considerar a água como sendo um fluido incompressível, pois os líquidos reais têm alguma compressibilidade, mas ela é tão pequena que eles podem ser considerados incompressíveis e os erros são desprezíveis. Mas, já no caso, não poderemos considerar sem atrito, pois as tubulações reais, oferecem resistência ao escoamento e...
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