Perda De Carga Laminar

• Velocidade média em uma tubulação ESCOAMENTO EM
TUBULAÇÕES

vb

Perda de carga em regime laminar Força de atrito da tubulação no fuido

INTRODUÇÃO

Escoamento laminar e turbulento

• Nos tubos de área constante e fluido incompressível – Vb é constante, mesmo se o perfil de velocidade muda
Vavg

vb

Vavg

vb

• Conservacao da massa

Vazão =

– Devido à condição de não escorregamento a velocidade nas paredes do tubo é zero
– Estamos normalmente interessados na velocidade média
– Lembrar que a condição de não escorregamento causa tensão de cisalhamento e atrito ao longo da tubulação r vb A = cte

Definição de número de Reynolds

Re 

L * vb * r


• Número de Reynolds Crítico
(Recr) em tubulações
Re < 2300  laminar
2300 ≤ Re ≤ 4000  Transição
Re > 4000  turbulento

Notar que são valores aproximados.
Para uma dada aplicação, Recr depende de:
Rugosidade do tubo
Vibrações
Flutuações e distúrbios como válvulas, cotovelos, etc.

mesmo mesmo mesmo

1

Escoamento laminar e turbulento
•

Para tubos não circulares, define-se diâmetro hidráulico
Dh = 4Ac/P

Tubo cilíndrico

Ac = área da seção transversal
P = perímetro molhado

Exemplo: canal aberto
Ac = 0,15 * 0,4 = 0,06m2
P = 0,15 + 0,15 + 0,5 = 0,8m
Não se conta a superfície livre pois não contribui para o atrito entre as paredes do tubo.
Dh = 4Ac/P = 4*0,06/0,8 = 0,3m
O escoamento no canal e equivalente a um tubo cilíndrico de diâmetro de 0,3 m.

Tubo quadrado

Tubo retangular

• Considere um tubo cilíndrico de diâmetro D. O escoamento pode ser laminar ou turbulento. Em ambos os casos, o perfil se torna desenvolvido após vários diâmetros, o que se denomina comprimento de entrada, Lh. Lh/D é função de
Re.
Perfil de
Perfil de vb vb

Camada limite de velocidade velocidade em desenvolvimento vb

vb

velocidade desenvolvido Lh, laminar = 0,05*Re*D

vb

Lh, turbulento = 10*D
Lh
Região de entrada
Região hidrodinamicamente desenvolvida

Turbulento

• Comparação entre escoamento laminar e turbulento •Não pode ser