Calcular a perda de carga total em um trecho de uma canalização de alumínio f = 0,015, que conduz 20 L/s, numa extensão de 1200 m . O diâmetro da canalização é de 150 mm e ao longo do trecho têm-se as seguintes peças especiais:
\left\{ \begin{array}{c} 2 \text { curvas de } 90^{\circ} \\\\ 3 \text { cotovelos de } 90^{\circ} \\\\ 2 \text { curvas de } 45^{\circ} \\\\ 2 \text { curvas de } 30^{\circ} \\\\ 2 \text { válvulas de retenção } \\\\ 2 \text { válvulas de gaveta } \\\\ 1 \text { medidor venturi } \end{array} \right.
Obs.: Adotar a tabela anexa referente às perdas de carga localizadas (fator K ).
Passo 1
O enunciado pede a perda de carga total (soma da perda distribuída por atrito mais perdas localizadas) em um trecho de 1200 m de tubulação de alumínio de diâmetro interno D=150 mm, com fator de atrito de Darcy f=0{,}015, vazão Q=20 L/s. Vamos usar:
A fórmula da perda de carga distribuída (Hagen–Poiseuille generalizado ou fórmula de Darcy–Weisbach)
h_f = f\,\frac{L}{D}\,\frac{V^2}{2g}
A soma das perdas localizadas
h_m = \Bigl(\sum_i K_i\Bigr)\,\frac{V^2}{2g}
A velocidade média
V = \frac{Q}{A} = \frac{Q}{\pi D^2/4}.
Passo 2
Calcular a velocidade média do fluido:
Q = 20\text{ L/s} = 0{,}02\text{ m}^3\!/s
A = \frac{\pi D^2}{4} = \frac{\pi\,(0{,}15)^2}{4}\approx0{,}01767\text{ m}^2
V = \frac{0{,}02}{0{,}01767}\approx1{,}13\text{ m/s}.
Passo 3
Calcular a perda distribuída por atrito segundo Darcy–Weisbach:
No trecho há:
2 curvas de 90\circ, 3 cotovelos de 90\circ, 2 curvas de 45\circ, 2 curvas de 30\circ, 2 válvulas de retenção, 2 válvulas de gaveta e 1 venturi.
Então