1. Explicar como acontece a perda de carga localizada (aplicação deve colocar no tópico resultados e discussões).

Passo 1

O enunciado pede para explicar como ocorre a perda de carga localizada em escoamentos em dutos, ou seja, o mecanismo físico que gera essa perda e sua modelagem matemática usando o princípio de Bernoulli estendido. Vamos precisar da teoria de conservação de energia em fluido (equação de Bernoulli), do conceito de perdas menores e dos coeficientes característicos de cada elemento hidráulico.

Passo 2

A perda de carga localizada acontece quando o escoamento sofre variações bruscas de seção (contrações e expansões), direção (curvas, cotovelos) ou velocidade (válvulas, bocais). Nesses pontos formam-se zonas de recirculação e turbulência, gerando vórtices que dissipam energia cinética do fluido em calor e som, aumentando a perda de pressão.

Passo 3

Na equação de Bernoulli estendida introduzimos um termo de perda local h_L. Entre dois pontos 1 e 2 temos:
\frac{p_1}{\rho g} + \frac{v_1^2}{2g} + z_1 = \frac{p_2}{\rho g} + \frac{v_2^2}{2g} + z_2 + h_L
Para um único elemento com velocidade média v, define-se
h_L = K \,\frac{v^2}{2g},
onde K é o coeficiente de perda localizado, característico do tipo de componente.

Passo 4

O coeficiente K varia conforme o elemento hidráulico (cotovelo, válvula, redução, etc.), o número de Reynolds e a rugosidade relativa da tubulação. Valores típicos são encontrados em manuais, mas também podem ser obtidos experimentalmente ao medir a queda de pressão \Delta p e calcular
K = \frac{\Delta p}{\tfrac12\rho v^2}\,.

Passo 5

No tópico de resultados e discussões de um experimento ou simulação, aplica-se este modelo calculando cada \Delta p medido, determinando os valores experimentais de K, e comparando-os com referências da literatura. As discrepâncias são então discutidas em função da rugosidade, do regime de escoamento e de imperfeições geométricas, validando ou ajustando o modelo.

Resposta

A perda de carga localizada ocorre por separação de fluxo e formação de zonas turbulentas em mudanças bruscas de direção, seção ou velocidade, que dissipam energia do fluido. No modelo de Bernoulli estendido, ela aparece como um termo
h_L = K\,\frac{v^2}{2g}
em que K depende do tipo de componente, do número de Reynolds e da rugosidade. Na seção de resultados e discussões, calcula-se experimentalmente \Delta p, obtém-se K_\text{exp}, compara-se com valores tabelados e analisa-se as diferenças para avaliar o comportamento real do sistema.

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