Escoamento em Tubulacoes Industriais

Universidade Federal de Pernambuco
Centro de Tecnologia e Geociências
Departamento de Engenharia Química

LABORATÓRIO DE ENGENHARIA QUÍMICA

ESCOAMENTO EM TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
FLUIDO INCOMPRESSÍVEL

Prof. Sandra Maria Sarmento
Prof. Maurício Alves da Motta Sobrinho

RECIFE

1998

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1. INTRODUÇÃO
Em processos industriais os fluidos (1) são bombeados dos tanques de estocagem às unidades de reatores, torres de absorção, etc. É observado que o fluido sofrerá uma variação de pressão tanto na tubulação quanto nas unidades de reatores. Esta variação de pressão deve-se a variação da energia carregada pelo fluido, i.e., energia potencial (Ep), energia cinética (Ec), energia interna (Ei) e energia de pressão (Epv) (2), ou seja, as mudanças em níveis, velocidade de escoamento, como também, devidas as perdas por fricção (3) e trabalho realizado pelo fluido sobre a vizinhança.
A avaliação destas variações de pressão em uma planta industrial, torna-se necessária uma vez que se requer o conhecimento da potência e da capacidade das bombas, do tamanho nominal mais econômico da tubulação, das medidas da vazão volumétrica, frequentemente, para manter esta vazão. Para tal lança-se mão da aplicação da 1ª lei da termodinâmica ao sistema através de um balanço macroscópico ou integral da energia sobre um volume de controle (V.C.).

2. BALANÇO MACROSCÓPICO DE ENERGIA - EQUAÇÃO DE BERNOULLI
Considere o sistema mostrado na figura 1. Quando o fluido escoa da posição (1) para a posição (2), geralmente a energia é convertida de uma forma para outra. A primeira lei da termodinâmica diz que:
«Se um sistema é processado em um ciclo, o calor total absorvido pelo sistema da vizinhança é proporcional ao trabalho feito pelo sistema sobre à vizinhança.» (1) Fluidos são substâncias que se deformam continuamente sob a ação de uma força de cisalhamento.

Classificam-se como : fluidos compressíveis (ρ ≠ cte → gases) e fluidos incompressíveis (ρ= cte →