Perda de carga

Perda de carga é a energia perdida pela unidade de percurso do fluido quando este escoa. Termo muito utilizado em engenharia e mecânica dos fluidos.

A perda de carga num tubo ou canal, é a perda de energia dinâmica do fluido devido à fricção das partículas do fluido entre si e contra as paredes da tubulação que os contenha.

Podem ser contínuas, ao longo dos condutos regulares, acidental ou localizada, devido a circunstâncias particulares, como um estreitamento, uma alteração de direção, a presença de uma válvula, etc.

Perda de carga em conduto retilíneo

Se o fluxo é uniforme, ou seja, que a seção é constante, e portanto a velocidade também é constante, o princípio de Bernoulli, entre dois pontos pode ser escrito da seguinte forma:

${\displaystyle \ y_{1}+{\frac {P_{1}}{\rho g}}=y_{2}+{\frac {P_{2}}{\rho g}}+\sum _{}^{}\lambda }$

onde:

• ${\displaystyle \ g}$ = constante gravitacional;
• ${\displaystyle \ y_{i}}$ = altura geométrica na direção da gravidade na seção ${\displaystyle \ i=1}$ ou ${\displaystyle \ 2}$;
• ${\displaystyle \ P}$ = pressão ao longo da linha de corrente;
• ${\displaystyle \ \rho }$ = densidade do fluido;
• ${\displaystyle \ \sum _{}^{}\lambda }$ = perda de carga; ${\displaystyle \ \sum _{}^{}\lambda =J.L}$; sendo ${\displaystyle \ L}$ a distância entre as seções 1 e 2; e, ${\displaystyle \ J}$ a variação na pressão manométrica por unidade de comprimento ou inclinação piezométrica, valor que se determina empiricamente para os diversos tipos de material, e é função do raio hidráulico e da rugosidade das paredes e da velocidade média da água.

Expressões práticas para o cálculo

Para tubos cheios, onde ${\displaystyle \ R={\frac {D}{4}}}$, a fórmula de Bazin se transforma em:

${\displaystyle \ J=0,000857.\left(1+{\frac {2\gamma }{\sqrt {D}}}\right)^{2}.{\frac {q^{2}}{D^{5}}}}$

Os valores de ${\displaystyle \ \gamma }$ são:

• 0,16 para tubos de aço sem soldadura
• 0,20 para tubos de cimento
• 0,23 para tubos de ferro fundido

Simplificando a expressão anterior para tubos de ferro fundido:

${\displaystyle \ J=0,0019.q^{2}.D^{-5,32}}$

A fórmula de Kutter, da mesma forma pode ser simplificada:

Com m = 0,175; ${\displaystyle \ J=0,0012.q^{2}.D^{-5,26}}$

Com m = 0,275; ${\displaystyle \ J=0,0016.q^{2}.D^{-5,26}}$

Com m = 0,375; ${\displaystyle \ J=0,0020.q^{2}.D^{-5,26}}$

ver: Coeficiente de rugosidade