: Determinação da perda de carga no tubo rugoso

7ª Experiência: Determinação da perda de carga no tubo rugoso – coeficiente de Hazem-William.

Este experimento visa medir a perda de carga numa rede por recalque em tubo rugoso, e com o auxílio do coeficiente de Hazem-William verificar a precisão do método empregado.
A fórmula de Hazem-William fora desenvolvida pelo Engenheiro Civil e Sanitarista Allen Hazen e pelo Professor de Hidráulica Garden Williams, entre 1902 e 1905, é, sem dúvida, a fórmula prática mais empregada pelos calculistas para condutos sob pressão, desde 1920. Com resultados bastante razoáveis para diâmetros de 50 a 3000mm, com velocidades de escoamento inferiores a 3,0 m/s, é equacionada da seguinte forma
J = 10,65xC- 1,85xD- 4,87xQ1,85 ,
Onde:

Q = vazão (m3/s)
D = diâmetro interno do tubo (m)
J = perda de carga unitária (m/m)
C = coeficiente que depende da natureza (material e estado) das paredes dos tubos
Esta expressão tem como grande limitação teórica o fato de não considerar a influência da rugosidade relativa no escoamento, podendo gerar resultados inferiores à realidade durante o funcionamento, na perda calculada para pequenos diâmetros e valores muito altos para maiores, caso não haja uma correção no coeficiente C usualmente tabelado. Além da fórmula de Hazem-William, neste experimento precisará das equações de perda de carga total e unitária, além das fórmulas do tubo de Prandtl, dadas a seguir.

Perda de carga total (hp): hp=(dhg-1)x Δh; mca
Perda de carga unitária (J):
J=hp/L; m/m

Das fórmulas do tubo de Prandtl temos:
V²/2g=(dHg – 1)xΔh)1/2 ; m/s => Velocidade da água
Δh= L1-L2; mca
Q=VxA ; m³/s => Vazão

Do manômetro do laboratório coletamos as medidas L1 e L2 .

Dados:
- Tubulação rugosa D= 1½” = 3,81cm ;
- Quadro de Pressões – Manômetro;
- dhg = 13,6
- g = 9,81m/s²
- A =Área= (πxD²)/4 = m²

Com base nos dados teóricos e os obtidos em laboratório, temos o seguinte:
L1=22cm
L2=18cm
Δh = L1-L2 = 4cm => Δh=0,04m
V =