Perda de carga

Capítulo 8 : Escoamento Permanente de Fluido Incompressível em Condutos Forçados

8.1 – Definições 8.1.1 – Condutos: classificação
• Conduto é qualquer estrutura sólida, destinada ao transporte de fluidos. • Os condutos são classificados, quanto ao comportamento em seu interior em:
– Forçados (ou sob pressão) (Figura 8.1.a) – Livres (ou sob gravidade) (Figura 8.1.b)

Figura 8.1

8.1 – Definições 8.1.2 – Raio e diâmetro hidráulico
• Raio Hidráulico (RH) é definido como:

A RH = P
• Onde:
 A = área transversal do escoamento do fluido (ou área molhada)  P = perímetro “molhado” ou trecho do perímetro, da seção de área A em que o fluido está em contato com a parede do conduto.

8.1 – Definições 8.1.3 – Camada limite

Figura 8.2

8.1 – Definições 8.1.3 – Camada limite
• A espessura l da camada limite é crescente ao longo da placa e pode-se verificar que é função do parâmetro adimensional:

ρ ⋅ Vo ⋅ x Vo ⋅ x Re = = µ ν

(que nada mais é do que uma forma do número de Reynolds )

Figura 8.3

8.1 – Definições 8.1.3 – Camada limite

Re cr =

ρ ⋅ Vo ⋅ xcr = 5⋅ 105 µ

5 ⋅ 105 ⋅ µ xcr = ρ ⋅ Vo

Figura 8.4

8.1 – Definições 8.1.4 – Desenvolvimento da camada limite em condutos forçados

Figura 8.5

8.1 – Definições 8.1.4 – Desenvolvimento da camada limite em condutos forçados ρ ⋅V ⋅ D Re = < 2000 µ

(laminar)

 V = Vmax  1 −  

 r    R

2

   

Figura 8.5

8.1 – Definições 8.1.4 – Desenvolvimento da camada limite em condutos forçados ρ ⋅V ⋅ D Re = > 2400 (ou 4000 ?) (turbulento) µ r  V = Vmax  1 −  R 
1 7

Figura 8.6

8.1 – Definições 8.1.5 – Rugosidade
• Os condutos apresentam asperezas nas paredes internas que influem na perda de carga dos escoamentos. • Tais asperezas não são uniformes e apresentam uma distribuição aleatória tanto em altura quanto em disposição. • Para efeito de estudo, tais asperezas são consideradas uniformes. • A altura uniforme das asperezas será indicada por “ε”