Perda de Carga Distribuida

2012/2S – Laboratório de Mecânica dos Fluidos Aplicada

Experimento 01 - PERDA DE CARGA DISTRIBUÍDA
Introdução
Quando um fluido escoa ao longo de condutos, o Princípio da Aderência provoca a formação de diagramas de velocidades nas seções do escoamento. Isto significa que as partículas do fluido deslizam umas sobre as outras provocando um atrito interno
(tensões de cisalhamento). A energia mecânica é então convertida em energia térmica na forma de variação de energia interna e calor em um processo irreversível, ou seja, essa energia é perdida, resultando em uma queda de pressão do escoamento.
Conhecer essa queda de pressão do escoamento em uma tubulação é de grande importância para os projetos hidráulicos.
O objetivo desse experimento é verificar a queda de pressão que ocorre em trecho de tubulação da bancada didática do laboratório de hidráulica, bem como levantar informações importantes como a rugosidade do tubo (e) e o fator de atrito
(f). Ao final, deve-se traçar curvas, tais como h f = f( ∀ ) e f = f(Re), para se analisar o escoamento e as respectivas perdas.
Breve Revisão Teórica
Durante o escoamento, o atrito provoca uma perda de energia no fluido que pode ser detectada pela queda irreversível da pressão. Considerando o tubo da figura abaixo e aplicando a equação da energia entre as seções 1 e 2, essa queda de pressão pode ser mensurada,

Figura 1: Representação esquemática de uma seção da tubulação com dois pontos de amostragem conectados ao piezômetro.
2

2

p 1− p 2
⃗2
v
⃗1
v
=α 2 −α 1
+z1 −z 2 +h perdas ρg 2g
2g
As perdas de energia (também chamada de perdas de carga) durante um escoamento podem ser divididas em dois tipos:
1. as perdas devido ao atrito (hf) ;
2. as perdas devido às singularidades.
Assim, a perda de carga total para um escoamento será:

h perdas =h Atrito +hSingularidades onde a perda de carga devido ao atrito pode ser encontrada com o auxílio da equação,
2
L ⃗ v h Atrito =f
D 2g
v