Perda de carga

Expressões práticas para o cálculo

Para tubos cheios, onde ${\displaystyle \ R={\frac {D}{4}}}$, a fórmula de Bazin se transforma em:

${\displaystyle \ J=0,000857.\left(1+{\frac {2\gamma }{\sqrt {D}}}\right)^{2}.{\frac {q^{2}}{D^{5}}}}$

Os valores de ${\displaystyle \ \gamma }$ são:

• 0,16 para tubos de aço sem soldadura
• 0,20 para tubos de cimento
• 0,23 para tubos de ferro fundido

Simplificando a expressão anterior para tubos de ferro fundido:

${\displaystyle \ J=0,0019.q^{2}.D^{-5,32}}$

A fórmula de Kutter, da mesma forma pode ser simplificada:

Com m = 0,175; ${\displaystyle \ J=0,0012.q^{2}.D^{-5,26}}$

Com m = 0,275; ${\displaystyle \ J=0,0016.q^{2}.D^{-5,26}}$

Com m = 0,375; ${\displaystyle \ J=0,0020.q^{2}.D^{-5,26}}$

ver: Coeficiente de rugosidade

Comprimento equivalente

A perda de carga localizada pode ser determinada a partir de um comprimento equivalente (${\displaystyle \ F_{eq}}$), ou seja, a perda que seria causada por um comprimento de tubo equivalente à perda que efetivamente é causada pelo acessório.

A perda de carga localizada pode ser determinada a partir do comprimento equivalente, conforme a equação:

${\displaystyle \ h_{p}=f*{\frac {L_{eq}}{D}}*{\frac {v^{2}}{2g}}}$

Onde:

• ${\displaystyle \ h_{p}}$ = perda de carga localizada (m);
• ${\displaystyle \ v}$ = velocidade média do fluido (m/s), antes ou depois do ponto singular, conforme o caso;
• ${\displaystyle \ f}$ = fator de atrito de Darcy;
• ${\displaystyle \ g}$ = gravidade (m/s²);
• ${\displaystyle \ L_{eq}}$ = comprimento equivalente (m);
• ${\displaystyle \ D}$ = diâmetro interno da tubulação (m).

É possível relacionar o comprimento equivalente ao coeficiente de perda de carga, conforme a equação:

${\displaystyle \ L_{eq}={\frac {D}{f}}*K}$

O valor do comprimento equivalente pode ser obtido a partir de tabelas disponíveis na literatura e que variam de acordo com o tipo de acessório e o material.

Para o cálculo da perda de carga total da tubulação, é necessário considerar a perda de carga distribuída e a perda de carga localizada, conforme a equação:

${\displaystyle \ h_{p}=\sum f_{i}*{\frac {L_{i}}{D_{i}}}*{\frac {v_{i}^{2}}{2g}}+\sum K_{j}{\frac {v_{j}^{2}}{2g}}}$