Calcular a perda de carga contínua, ou distribuída, numa tubulação de aço zincado, com 75 mm de diâmetro e 200 m de comprimento que conduz uma vazão de
.
Passo 1
Beleza, o que a gente tem aqui é um cano de aço galvanizado com diâmetro interno de 75 mm e 200 m de extensão, levando uma vazão de 43,2 m³/h. Queremos achar a perda de carga distribuída (isto é, a queda de altura contínua por atrito). O assunto é Mecânica dos Fluidos, mais especificamente a fórmula de Darcy–Weisbach para perda de carga:
Precisamos então de:
- Converter unidades e achar a velocidade média
. - Calcular o número de Reynolds para saber o regime (turbulento ou laminar).
- Estimar o fator de atrito
(usando, por exemplo, a fórmula de Swamee–Jain ou Colebrook). - Calcular
.
Passo 2
Converter a vazão para m³/s e achar a velocidade
- Vazão .
- Área da seção .
- Velocidade média
- Vazão
- Área da seção
- Velocidade média
Passo 3
Calcular o número de Reynolds
onde para água à temperatura ambiente
.
ou seja, regime turbulento.
Passo 4
Determinar o fator de atrito
(Swamee–Jain)
Para aço galvanizado, considere rugosidade absoluta . A fórmula de Swamee–Jain é:
Para aço galvanizado, considere rugosidade absoluta
Calculemos os termos:
Somando e aplicando na log:
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Passo 5
Calcular a perda de carga com Darcy–Weisbach
Substituindo:
Resposta
A perda de carga contínua na tubulação é aproximadamente