perda localizada_2010

Universidade Anhembi Morumbi

Laboratrio de Fenmenos de Transporte

Perdas de Energia ou Carga Localizadas e Distribudas

Dr. MSc. Tec. Tecn. Eng. Prof. Sidney Lazaro Martins Fenmenos de Transporte - Pgina 1 de 9

Folha de Dados Experimentais Conduto Forado Data: / / Perda Localizada Dia da Semana Turma:__________

Eltrica Produo Pool Grupo

NOME NMERO VISTO

D = 0,0254m (Ferro Fundido) )OcmH(499,0)s/l( 2H.5136,0Q =

Vazo Presso Perdas Totais (cmH2O) Placa com

orifcio RG aberto TD TL CT

Ensa

io

h1 (cm)

h2 (cm)

1P

2P

3P

4P

5P

1

2

3 RG = registro de gaveta; TD = t de passagem direta; TL = t de passagem lateral; CT = cotovelo.

Entregar esta folha preenchida ao professor durante a aula experimental





1. DADOS EXPERIMENTAIS: D = 0,0254m (Ferro Fundido)

)OcmH(499,0)s/l( 2H.5136,0Q = Vazo

001,2)s/l()m/m(

dist Q1621,0JLe

==

Perdas de Energia Distribuda

Perdas Distribudas e Localizadas Totais Ramal C D = 0,0254m (Ferro Fundido)

0,57 0,57 0,56 0,56 0,74

0,56

0,40

0,40

4P

5P

3P

2P

1P RG TD TL

CT

Vazo Presso Perdas Totais (cmH2O) Placa com

orifcio RG aberto TD TL CT

Ensa

io

h1 (cm)

h2 (cm)

1P

2P

3P

4P

5P

1

2

3

singularidade LM LJ RG 0,57 0,57 TD 0,56 0,56 TL 0,74 0,60 CT 0,40 0,40





RG = registro de gaveta; TD = t de passagem direta; TL = t de passagem lateral; CT = cotovelo.

2. OBJETIVO

Pretende-se determinar o coeficiente de perda de carga ou energia localizada: K e o comprimento equivalente. leq, para 4 singularidades: RG (registro tipo gaveta totalmente aberto), TD (Te com passagem direta), TL (Te com passagem lateral) e CT (cotovelo). Os valores mdios desses coeficientes esto tabelados nos Manuais de Hidrulica e Mecnica do Fluidos tradicionais.

3. PRINCPIOS

Numa tubulao sob presso, forada ou em carga, h sempre perda de carga ou energia devido ao atrito entre as partculas do fluido ou com as paredes, dissipada sob a forma de calor, independente do escoamento: laminar ou turbulento.

As perdas em trechos retilneos, e, com seo transversal constante so denominadas como distribudas:

g2V

DLfe

2= (frmula Universal)

e = perda de energia ou carga do trecho retilneo de interesse; L = comprimento onde se medem as perdas distribudas; D = dimetro interno do tubo; V = velocidade mdia do fluxo; g = acelerao da gravidade; f = fator de atrito.

A perda distribuda pode ser expressa linearmente:

LeJ dist= onde J = perda de energia ou carga distribuda por metro de tubo

ou linear. As singularidades: curvas, cotovelos, ts, expanso, contrao, registros, filtros,

medidores de vazo, etc., geram perdas distintas denominadas localizadas.

O clculo da perda de carga ou energia total de um circuito hidrulico deve considerar as perdas localizadas e as distribudas.





Devido variao do fator de atrito f, com a rugosidade relativa do conduto /D e o nmero de Reynolds Re, no h frmula de clculo direto para todos os tipos de perdas em singularidades.

A perda localizada ou singular representada por uma expresso do tipo:

g2V

.Ke2

loc = onde: eloc = perda localizada;

K = coeficiente de perda localizada. O adimensional K um valor constante adotado para as vazes, determinado

experimentalmente.

LM LJ

Q

D

edi

st1

p1/

p2/

p3/ p4/

edist1 = perda distribuda no comprimento LM; eloc = perda localizada; edist2 = perda distribuda no comprimento LJ;

etotal =

21 PP

= perda total = distribuda + localizada;

etotal = eloc + (edist1 + edist2) 001,2

)s/l()m/m(dist Q1621,0J

Le

==

J = perda distribuda linear; edist1 = LM x J; edist2 = LJ x J;





eloc = etotal (LM + LJ) x J

eloc = 21 PP

(LM + LJ) x J

mas g2

V.Ke

2loc = 2

locV

g2.eK =

Outra maneira comum de se expressar a perda localizada atravs do comprimento equivalente, Leq, que consiste em substituir uma singularidade por um comprimento reto equivalente de conduto que produz a mesma perda.

g2V

.Kg2

VDLfee

22loc = ou seja: f

DKLeq =

Neste caso calcula-se o fator de atrito, f, com o nmero de Reynolds, Re, e a rugosidade relativa, /D.

DV=Re

+

= fRe51,2

D.71,3log2

f1

O processo grfico consiste no uso do diagrama de Moody (h no blackboard Tarefas um grfico para download), com os pares Re e rugosidade relativa, /D, aplicado no grfico, determina-se o valor do fator de atrito, onde o valor tabelado da rugosidade interna do conduto (=0,001m).

(20C = 1 x 10-6m2/s)





Diagrama de Moody

4. CLCULOS

4.1 Perdas localizadas: ramal C etotal (mH2O)

Ensaio Q (m3/s)

21 PP

32 PP

43 PP

54 PP

1 2 3

Registro de Gaveta Aberto: RG

edist (mH2O) Ensaio Q (m3/s) V

(m/s) etotal (mH2O) J J.(LM + LJ)

eloc (mH2O) K

1 2 3 Mdia





T de passagem direta: TD edist (mH2O) Ensaio Q (m3/s)

V (m/s)

etotal (mH2O) J J.(LM + LJ)

eloc (mH2O) K

1 2 3 Mdia

T de passagem lateral: TL



eloc (mH2O) K

1 2 3 Mdia

Cotovelo: CT



eloc (mH2O) K

1 2 3 Mdia V = Q/A

001,2)s/l()m/m(

dist Q1621,0JLe

==

LM e LJ = distncias lineares dos tubos antes e depois da singularidade, respectivamente.

eloc = etotal (LM + LJ) x J

2locV

g2.eK =

Clculo do comprimento equivalente. Leq. Leq (m) Ensaio Q (m3/s)

V (m/s) Re f RG TD TL CT

1 2 3 Mdia

]





5. RELATRIO O relatrio dever seguir o modelo padro disponibilizado. A anlise, clculos e questes, so partes importantes deste relatrio, devero retratar compreenso da experincia e a adequada interpretao dos resultados. Devem ser respondidas as questes: 1. Onde aplicar, na prtica, esses conhecimentos? 2. Comparar os valores mdios de K e Leq com os tabelados nos manuais de hidrulica ou

fenmenos de transportes. Comentar as discrepncias. 3. Por que o Leq um valor aproximado e qual a vantagem de sua aplicao? 4. Considerando-se um estao elevatria de gua potvel, que deve garantir a presso de

servio mnima de 15mH2O nos tubos de alimentao residencial coletivo, justifique a causa de algumas residncias afastadas da elevatria, principalmente s localizadas em topografia elevada, no conseguirem gua nas caixas dgua ou s a terem em momentos espaados, principalmente noite.

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