Perdas de Carga 4, Notas de estudo de Engenharia Química

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

Quando um líquido como a água flui de (1) para

(2) , parte da energia incial em (1) se dissipa sob

a forma de calor.



Podemos ver que a soma das 3 parcelas da

energia em (2), não iguala à energia total em (1).



A diferença hf se denomina perda de carga

ou perda de energia

 (^) Em outras palavras a perda de carga é a altura equivalente , expressa em altura de líquido bombeado, necessária para vencer as perdas de energia causadas pelo escoamento do líquido. Isso pode ser visualizado colocando-se nas secções (1) e (2).  (^) O lugar geométrico dos pontos representativos das três energias: de velocidade, de pressão, e de posição, é denominada linha energética da canalização.  (^) As alturas a que o líquido subiria em piezômetros instalados ao longo da canalização, definem a “linha de pressões ou linha piezométrica”.  (^) As duas linhas estão separadas do valor d energia cinética (V^2 /2g). Se o diâmetro da canalização for constante, a velocidade do líquido será constante e as duas linhas serão paralelas.

 a) Perda por resistência ao longo dos condutos:  ocasionada pelo movimento da água na própria tubulação.  Também chamada perda de carga distribuída.  (^) Existem fórmulas, tabelas e ábacos que nos permitem obter as perdas de carga por unidade de comprimento da tubulação, em função da vazão, do diâmetro, do material da canalização e da natureza do líquido que está escoando ou que está sendo bombeado.

 (^) Um detalhe importante é relativo a escolha do coeficiente C.  (^) A escolha inadequada deste coeficiente ou a fixação de um valor médio invariável, reduz de muito a precisão que se pode esperar da fórmula de Hazen – Williams.  (^) Para tubos de fero e aço, o coeficiente C é uma função do tempo, de modo que os eu valor deve ser fixado tendo-se em vista a vida útil que se espera para a canalização.  (^) Na prática, para a solução rápida dos problemas é suficientemente aproximado o emprego do monogram de Hazen – Williams, calculado para C= 100, que corresponde em média a um período de serviço compreendido entre 15 e 20 anos.  (^) Como na prática em geral não se faz limpeza ou substituição das canalizações nesse período, ao estabelecer um coeficiente médio, o seu valor deveria ser inferior a 100, 90 por exemplo.

 (^) Na prática , as canalizações e sistemas de recalque não são constituídas exclusivamente de tubos retilíneos e de mesmo diâmetro; incluem ainda, geralmente, peças especiais e conexões, válvulas, registros, entrada e saída da bomba, entrada de canalização de sucção, saída de tubulação de recalque, etc.  (^) Estas singularidades, pela sua forma e disposição elevam a turbulência , provocam atritos, causam o choque de partículas, dando origem a perdas de energia ou de carga.  (^) Essas perdas são denominadas localizadas, locais acidentais ou singulares.  (^) As perdas de carga localizadas podem ser calculadas através de fórmulas ou com o auxílio de ábacos ou tabelas.

 As perdas de carga localizadas podem também

ser calculadas pelo “método dos comprimentos

virtuais ou equivalentes”.



As perdas distribuídas ao longo da tubulação,

assim como as perdas localizadas, são grandezas

homogêneas, tendo dimensões lineares.



Assim sendo, pode se estabelecer entre ambas a

equivalência, representando-se uma determinada

singularidade por um comprimento adicional de

tubulação tal que a perda de carga seja a mesma

para as mesmas condições de escoamento.

 Observação: as perdas localizadas podem ser

desprezadas nas tubulações longas, cujo comprimento

excede cerca de 4000 vezes o diâmetro.

 São ainda desprezíveis nas canalizações em que a

velocidade é baixa e o número de peças não é grande.

 Assim por exemplo as perdas localizadas não são

levadas em conta nos cálculos das linhas adutoras,

redes de distribuição, etc.

 Na escolha e seleção de bombas é necessário levar em

consideração as perdas localizadas na tubulação de

recalque e principalmente na tubulação de sucção,

face aos problemas de cavitação e de rendimento.