Questão: Com relação ao Cálculo da Perda de Carga nos Acessórios da Tubulação, assinale a alternativa INCORRETA:
a) Pode ser calculado através de correlação empírica, em função do coeficiente de resistência do acessório ou acidente K e da velocidade do escoamento;
b) Independe da elevação da tubulação;
c) Aumenta com o aumento do diâmetro da tubulação;
d) Pode ser calculado de maneira análoga à perda de carga nos trechos retos, a partir da utilização do conceito de comprimento equivalente de cano reto;
e) Para um mesmo tipo de acessório ou acidente o Coeficiente de resistência K independe da forma de conexão (ex. flange, solda ou rosca);
a) Pode ser calculado através de correlação empírica, em função do coeficiente de resistência do acessório ou acidente K e da velocidade do escoamento;
b) Independe da elevação da tubulação;
c) Aumenta com o aumento do diâmetro da tubulação;
d) Pode ser calculado de maneira análoga à perda de carga nos trechos retos, a partir da utilização do conceito de comprimento equivalente de cano reto;
e) Para um mesmo tipo de acessório ou acidente o Coeficiente de resistência K independe da forma de conexão (ex. flange, solda ou rosca);
Passo 1
O enunciado pede para identificar a alternativa INCORRETA sobre o Cálculo da Perda de Carga nos Acessórios da Tubulação. As alternativas são:
a) Pode ser calculado através de correlação empírica, em função do coeficiente de resistência do acessório ou acidente
e da velocidade do escoamento;
b) Independe da elevação da tubulação;
c) Aumenta com o aumento do diâmetro da tubulação;
d) Pode ser calculado de maneira análoga à perda de carga nos trechos retos, a partir da utilização do conceito de comprimento equivalente de cano reto;
e) Para um mesmo tipo de acessório ou acidente o Coeficiente de resistência independe da forma de conexão (ex. flange, solda ou rosca).
b) Independe da elevação da tubulação;
c) Aumenta com o aumento do diâmetro da tubulação;
d) Pode ser calculado de maneira análoga à perda de carga nos trechos retos, a partir da utilização do conceito de comprimento equivalente de cano reto;
e) Para um mesmo tipo de acessório ou acidente o Coeficiente de resistência
O objetivo é decidir qual dessas afirmações é incorreta.
Passo 2
Primeiro, a fórmula básica usada para perda de carga em acessórios (local losses) deve ser apresentada. A expressão mais comum é:
onde:
-
é a perda de carga do acessório, em metros (altura de coluna de fluido); -
é o coeficiente adimensional de resistência do acessório (obtido experimentalmente/tabelas); -
é a velocidade média do escoamento no tubo, em ; -
é a aceleração da gravidade, em (tipicamente ).
Explicação didática: essa fórmula diz que a perda de carga do acessório é proporcional à energia cinética por unidade de peso do fluido (
), multiplicada por um fator
que representa o quanto o acessório “dissipa” dessa energia por separações, vórtices, choques, etc. Isso justifica a alternativa (a): ela está correta.
Passo 3
Analisando a alternativa (b): “Independe da elevação da tubulação.”
Esclarecimento: a elevação (diferença de nível) aparece no balanço de energia/Bernoulli como termo potencial ( ), mas a perda de carga local
representa transformação irreversível de energia cinética em calor devido ao acessório; sua expressão
não contém
. Portanto, para um mesmo escoamento (mesma
) a perda local não muda por a tubulação estar mais alta ou mais baixa — a elevação muda a carga total necessária, mas não o
do acessório. Conclusão: (b) está correta.
Esclarecimento: a elevação (diferença de nível) aparece no balanço de energia/Bernoulli como termo potencial (
Passo 4
Agora vamos examinar a alternativa (c): “Aumenta com o aumento do diâmetro da tubulação.”
Para entender isso precisamos relacionar velocidade
com o diâmetro
. Para um vazão volumétrica dada
vale:
Substituindo em
:
Interpretação didática: para uma mesma vazão
aumentar o diâmetro
reduz fortemente a velocidade
(porque
), e como
é proporcional a
, a perda cai com o aumento de
. Ou seja, a perda local diminui quando o diâmetro aumenta (mantendo
fixo). Portanto a afirmação de que a perda “aumenta com o aumento do diâmetro” é contrária ao comportamento físico.
Exemplo numérico simples para fixar a ideia: suponha
.
- Para
temos e . - Para
temos e .
A relação entre velocidades ao quadrado é aproximadamente, ou seja, ao dobrar a perda (proporcional a ) cai por um fator — exatamente o efeito visto acima.
Portanto (c) é uma afirmação incorreta.
Passo 5
Verificação das demais alternativas para confirmar coerência:
Sobre (d): há, de fato, o conceito de comprimento equivalente
do acessório, definido de modo que a perda no acessório seja igual à perda por atrito em um trecho reto de comprimento
. A relação é
onde
é o fator de atrito da tubulação. Reorganizando,
Isso permite tratar perdas de acessórios como um comprimento adicional de tubulação reta — então (d) está correta.
Sobre (e): o coeficiente
depende principalmente da geometria interna que afeta o escoamento (raio de curvatura de curva, ângulo do tee, contratura, etc.) e do regime de escoamento (Reynolds). Em muitos casos práticos a forma externa de conexão (flange, solda, rosca) não altera significativamente a geometria interna do caminho do fluido e, portanto, tabelas convencionais usam valores de
que são aplicáveis independentemente do tipo de conexão superficial. Assim, na prática e conforme o tratamento usual em cursos e tabelas, assume‑se que para um mesmo tipo de acessório o
não varia por causa da forma de conexão — logo (e) é tratada como correta no enunciado. (Observação: detalhes construtivos extremos podem alterar
, mas esse é um refinamento raramente considerado nas questões de prova.)
Passo 6
Recapitulando e concluindo de forma direta:
- (a) correta — fórmula empírica com
e . - (b) correta —
não contém termo de elevação . - (c) incorreta — para vazão fixa
diminui quando aumenta (porque e ). - (d) correta — existe o conceito de comprimento equivalente
. - (e) considerada correta no contexto prático/tabelas convencionais.
Portanto a alternativa INCORRETA é (c).
Resposta
c) Aumenta com o aumento do diâmetro da tubulação.