Perda de carga pode ser definida como sendo a perda de energia que o fluido sofre durante o escoamento em uma tubulação durante o escoamento em tubulações retilíneas, acessórios, entradas e saídas. É basicamente a resistência ao escoamento devido ao atrito entre o fluido e a tubulação, mas que pode ser maior ou menor devido a outros fatores importantes para engenheiros e cientistas da Mecânica dos Fluidos já estudaram as perdas de carga e portanto existem várias expressões que as definem. Acerca do assunto, julgue os seguintes itens como verdadeiro ou falso, justificando os falsos (somente as respostas com justificativas serão aceitas).
( ) Para duas tubulações de mesmo material, mesmo comprimento e de mesmo diâmetro, a perda de carga é maior no tubo em que ocorre a menor vazão.

Passo 1

Vamos resumir o que a questão está pedindo. Estamos falando sobre perda de carga, que é a perda de energia que um fluido sofre ao escoar por uma tubulação. O problema nos apresenta duas tubulações que têm o mesmo material, o mesmo comprimento e o mesmo diâmetro, e nos pergunta se a perda de carga é maior na tubulação com menor vazão. Para resolver isso, precisamos entender como a vazão influencia a perda de carga em uma tubulação.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é perda de carga. Na Mecânica dos Fluidos, perda de carga refere-se à redução da energia do fluido devido ao atrito com as paredes da tubulação e outros obstáculos no caminho, como curvas e acessórios. Essa perda de energia é importante porque afeta a eficiência do transporte do fluido.

Passo 3

Agora, vamos falar sobre vazão. Vazão é a quantidade de fluido que passa por um ponto específico da tubulação em um determinado tempo, geralmente medida em litros por segundo (L/s) ou metros cúbicos por hora (m³/h). A vazão pode influenciar diretamente a perda de carga na tubulação.

Passo 4

Para entender a relação entre vazão e perda de carga, precisamos considerar a equação de Darcy-Weisbach, que calcula a perda de carga ($ h_f $) em uma tubulação:
hf
Onde:
  • $ f $ é o fator de atrito,
  • $ L $ é o comprimento da tubulação,
  • $ D $ é o diâmetro da tubulação,
  • $ V $ é a velocidade do fluido,
  • $ g $ é a aceleração da gravidade.

Passo 5

Observando a equação, vemos que a perda de carga é proporcional ao quadrado da velocidade do fluido ($ V^2 V^2 áàã Q $) pela equação:
Q
Onde $ A $ é a área da seção transversal da tubulação.

Passo 6

Isso significa que, para uma tubulação com diâmetro constante, se a vazão aumenta, a velocidade do fluido também aumenta, o que, por sua vez, aumenta a perda de carga de forma proporcional ao quadrado da vazão.

Passo 7

Portanto, em duas tubulações iguais em material, comprimento e diâmetro, a tubulação com maior vazão terá uma maior perda de carga, pois a velocidade do fluido é maior.

Resposta

Falso. Em tubulações com o mesmo material, comprimento e diâmetro, a perda de carga é maior na tubulação com maior vazão, não na de menor vazão, porque a perda de carga aumenta com o aumento da velocidade do fluido.

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