aula07_perdaLocalizada

TA 631 – OPERAÇÕES UNITÁRIAS I

Aula 07: 23/03/2012

Cálculo da perda de energia mecânica por atrito em acessórios.
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1. CÁLCULO DAS PERDAS POR ATRITO DE FORMA:
CONTRAÇÕES, EXPANSÕES, VÁLVULAS E UNIÕES
Um fluido em um sistema de escoamento passa por tubos, válvulas, conexões, acessórios diversos e, também podem ocorrer mudanças da área de escoamento. cotovelo redução de área de escoamento cotovelo expansão bomba

válvula

filtro cotovelo 2

As perdas de carga dos acessórios de uma tubulação decorrem da separação de uma camada do escoamento e da formação das correntes de Eddy.
Eddy
Linhas de corrente

Obstáculo

Zona de separação das camadas do fluido

Figura 1.1. Escoamento quando há separação das camadas de fluido devido à presença de um acessório.

As correntes de Eddy transformam a energia mecânica em energia cinética e esta se converte em calor que se dissipa
(Figura 1.1). Essas perdas são denominadas perdas localizadas. localizadas
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Existem dois procedimentos básicos para o cálculo da perda de energia por atrito que ocorre nas válvulas, acessórios e equipamentos na linha de processo:
1. Método do coeficiente de perda de carga localizada (kf):
2

v
ˆ
Ef  kf .
2

2. Método do comprimento equivalente (Leq ou Leq/D):

L

P eq 2
ˆ
Ef 
 2 fF v 
D
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1.1. Coeficiente de perda de carga localizada (kf)
Experimentalmente observa-se que a perda de carga em acessórios é constante no regime turbulento e tem uma relação linear com o termo de energia cinética v2 /2 , tal como pode-se observar na Figura 1.2.
Regime de transição P / 
Regime
laminar

2 v Eˆ f  k f .
2

Inclinação constante Regime turbulento 500 2100

v 2/ 2

Figura 1.2. Comportamento da perda de carga em um acessório de acordo com o regime de escoamento.

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Como a proporcionalidade entre ∆P e v 2é linear em regime turbulento, a seguinte relação é válida para o cálculo da energia de atrito em regime turbulento: turbulento 2

v
ˆ
Ef  kf .
2

(1.1)

No regime laminar, como não há uma