Perda de carga

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA
CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS – CCT
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA – DEM
LABORATÓRIO DE SISTEMAS TERMOFLUÍDOS I – LST

ENSAIO DE PERDA DE CARGA EM TRECHO RETO

Prof. José Aldo Silva Lima
Alunos: Rafael Franklin Lázaro de Cerqueira
Ronan Jacques Antonelli
Roger Cardoso dos Santos

Joinville, Junho de 2010.
Sumário
Introdução 4
1. Fundamentos 4
0.1 Cálculo da Perda de Carga no Tubo 4
0.1.1 Perdas Localizadas 6
0.2 Número de Reynolds (Re) 6
0.2.1 Para o escoamento Turbulento (Re>2300): 7
1 Resultados e Análise 9
Referências 17
Apêndice 19

Introdução

Esse trabalho prático tem o objetivo de estudar o comportamento da água dentro de um condutor cilíndrico reto, ou seja, calcular a perda de carga em um trecho reto de tubulação.
Estas perdas têm como causa principal o atrito do fluido com o interior do tubo (rugosidade), no qual a energia dissipada em virtude do atrito converte-se em calor para o fluido e o tubo.
Para a medição, são efetuadas leituras de vazão a partir do preenchimento de um tanque em função de um tempo gasto para o evento, enquanto é feita a leitura de diferenças de pressão no piezômetro a fim de obter a perda de carga para cada situação, localizando-as no gráfico associativo de perda de carga para um trecho reto.

1. Fundamentos

0.1 Cálculo da Perda de Carga no Tubo

A perda de carga (hl) refere-se a uma perda energética no escoamento, que acontece por causa de uma redução da pressão no escoamento, devido aos efeitos do atrito entre o fluido e o tubo, ilustrada na Figura 1, tomando como base a região de entrada fluidodinâmica (ponto 1) e a região completamente desenvolvida (ponto 2). Para efetuar a leitura da perda de carga, utiliza-se um piezômetro, dispositivo o qual indica a diferença de altura (de coluna de água) entre dois pontos escolhidos, e com isso calcula-se a diferença de pressão.

Figura 1: (L)- comprimento analisado no tubo entre os dois