FFTM Prof.: Dr. Cláudio S. Sartori; Prof.: Dr. Irval C. Faria Perda de carga.

Transcrição

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2 Equação da energia para fluido real contrução da equação da energia pode er realizada e e falar, explicitaente, dea perda de calor. H p Coo chaado carga totai, H H H p : energia perdida entre (l) e () por unidade de peo do fluido. H H H e coo H E H ão p H p é denoinado 'perda de carga'. Se for coniderada tabé a preença de ua áquina entre (l) e (), a equação da energia ficará: Rugoidade ou apereza, da parede interna de conduto, pode er deterinada atravé de u aparelho denoinado rugoíetro, que ede a altura édia da apereza da parede interna do tubo, repreentada pela letra e. Experiência de Nikurade: H H H H M p M v p v p z H z H g g p potência diipada pêlo atrito é facilente calculável raciocinando da ea aneira que para o cálculo da potência do fluido. potência diipada ou perdida por atrito poderá er calculada por: h N H di p Nikurade realizou ua experiência que viou deterinar coo a função f variava para conduto co rugoidade unifore. Fixou valore de, L D H, e no dipoitivo indicado e, para divera abertura da válvula (diferente velocidade) encontrou o valore de p e p indicado. Efetuada a experiência, contruiu u gráfico de f e função do núero de Reynold e da razão: D H K f f N, R K h () H ( p,,h ) v H ( p, v h () M,h ) H H H H M p de carga Fórula fundaental para perda h f f f g, K O valor do coeficiente de atrito f, na fórula de perda de carga, é dado por expreõe que o relaciona co a rugoidade da parede, co a propriedade do líquido e a dienõe do conduto, atravé do núero de Reynold. Para a deterinação do coeficiente de atrito, pode er utilizada a fórula de: Prandtl; laiu; Moody; Coolebrook e Nikurade.

3 Exercício. U óleo de vicoidade dinâica = kgf./² e peo epecífico γ = 850 kgf/³, ecoa e regie peranente e co vazão = 55 L/ atravé de ua tubulação de k de copriento de tubo de Ferro Fundido, co diâetro φ = 00. Calcular a perda de carga ditribuída. Dado: f f f g, K Núero de Reynold: v v. Deterinar a potência real da boba (η = 80%) e a preõe relativa no ponto e, no itea abaixo, abendo-e que: a vazão de água é de 0 L/, a perda de carga entre o ponto e é veze a carga cinética do ponto e a perda de carga entre o ponto e é 0 veze a carga cinética do ponto. p at 70 H p v p v y ; H y g g PT H ; Pd h T R.: H T = 6.5; P T = kw e P d = 66.7 kw. boba de irrigação na figura é uada para uprir água para a lagoa a ua taxa de ft /. Se o tubo é de 6 in de diâetro, deterinar a potência neceária da boba. ua a perda de carga por atrito na tubulação de.5 ft. w = 6. lb/ft ; lb ft hp 550 p at 0 = 50 = turbina na figura é uado e ua pequena planta hidrelétrica, juntaente co u tubo de 0. de diâetro. Se a decarga e é de.7 /, deterinar a quantidade de energia que é tranferida a partir da água para a pá da turbina. perda de carga por atrito atravé do tubo e turbina é de. R.: H =. ft; P =.5 hp; P D = 0. hp. Dado: ft = 0.08 ; 0/ ; 0 N H H H H gal oba p v ; D ;cv 75W Hoba Poba oba ft 7.8 ; g = 5. O otor a jato de u avião queia,0 kg/ de cobutível quando a aeronave voa a 00 / de velocidade. Sabendo-e que ρ ar =, kg/³ e ρ g = 0,50 kg/³ (gae na eção de aída) e que a área da eçõe tranverai da turbina ão = 0,0 ² e = 0,0 ², deterine a velocidade do gae na eção de aída. Rep.: 70/ H HT H p ar c g ar c g

4 c c v v v 0. v v 0. v 0.00 v 0. v. v v 0.5 v c. v v v c v v v Na intalação da figura, a áquina é ua boba e o fluido é água. boba te ua potência de 5 kw e eu rendiento é 80 %. água é decarregada à atofera co ua velocidade de 5 / pelo tubo cuja área de eção é 0 c Deterinar a perda de carga do fluido entre () e () e a potência diipada ao longo da tubulação. Dado: HO=0 N/ ; g = 0/. () função f deve er calculada no ponto: f f N R 50, 0 K f Calcular a vazão nu conduto de ferro fundido, endo dado D = 0 c, = ²/ e abendo que o doi anôetro intalado a ua ditância de 0 indica, repectivaente, 0.5MPa e 0.5 MPa. Dado: a = 0 N/³. p p 5 () 5 7. Deterinar a perda de carga por k de copriento de ua tubulação de aço de eção circular de diâetro 5 c. O fluido é óleo co vicoidade cineática = ²/ e a vazão é 90 L/. Solução: Tubulação de aço: k = D = D H = 0.5 v v 900 v D 0.5 v.9 Núero de Reynold: v v DH f D g Tubulação de aço:k = K.60 K H () L = 0 () 9. Calcular o diâetro de u tubo de aço que deverá tranportar ua vazão de 9L/ de queroene (vicoidade cineática: =.0-6 ²/) a ua ditância de 600, co ua perda de carga de. 0. No itea otrado abaixo, a tubulação é de aço galvanizado nova co diâetro de 75 e toda ua extenão de 80. tubulação decarrega água à 0ºC, na atofera. O regie de ecoaento é peranente co vazão = 6.5 L/. Pede-e deterinar a altura H, utilizando a fórula Univeral da perda de carga e a expreão para calcular a perda de carga localizada. Ob.:No deenho: a = curva 90º; b, c = curva 5º p at 0 b Solução: a H h h H 0 f L R c H

5 H h h h h h h H v.7 0 f a b c vg R hv K h h g g 9.8 L v.7 v v v.7 hv K 0.0 h G v h G v g g 9.8 HO 0 6 (vicoidade cineática da água) no trecho L = 80: ço galvanizado novo. Rugoidade = K = a K.50 K Núero de Reynold no trecho L: N R v N R 0 5 f f N R.0, 500 K Pelo diagraa de Moody-Roue: f 0.05 Local f g 80.7 h f h 0.97 f Perda de carga localizada: Denoinação K v h K g () a Curva b Curva c Curva Válvula de retenção tipo leve Válvula globo aberta 0.0 v.7 ha Ka ha 0. ha 0.0 g 9.8 H h h h h h h H 0 g G f a b c v v R H H0.5. Óleo de vicoidade dinâica μ = 0.0 kgf./² e peo epecífico γ = 850 kgf/³, ecoa e regie peranente e co vazão = 50.0 L/, atravé de 000 de copriento de tubo de Ferro Fundido novo, co diâetro φ = 00. Pede-e calcular a perda de carga ditribuída atravé da fórula Univeral de perda de carga. v v v 500 v v Núero de Reynold: v g g v g N R N R 6 v.7 hb hc Kb hb 0. ha 0.0 g 9.8 Ferro Fundido: K = K.59 0 K

6 função f deve er calculada no ponto: f f N R 758.8, 77 K h f f 0.0 f g Ou Coo N Re é<000: f 6 N Re 6 f f f g

7 Diagraa de Mody - Roue