É solicitado a um engenheiro que ele diminua a perda de carga de uma tubulação existente, pois está faltando pressão no ponto de entrega da água. ...

Para calcular a perda de carga total do escoamento, é necessário somar as perdas de carga linear e localizada. Para o conduto de 50 mm de diâmetro, a perda de carga linear pode ser calculada utilizando a equação de Darcy-Weisbach: hf = f * (L/D) * (V^2/2g) Onde: hf = perda de carga linear f = fator de atrito L = comprimento do conduto D = diâmetro do conduto V = velocidade do escoamento g = aceleração da gravidade Assumindo um fator de atrito de 0,025 (para escoamento turbulento em tubo liso), temos: hf = 0,025 * (30/0,05) * (0,008/(3,14*0,05^2*4/60))²/2*9,81 hf = 2,16 mca Para as duas curvas de 90 graus e a expansão para o diâmetro de 200 mm, a perda de carga localizada pode ser calculada utilizando a equação de perda de carga localizada: hfl = K * (V^2/2g) Onde: hfl = perda de carga localizada K = coeficiente de perda de carga localizada V = velocidade do escoamento g = aceleração da gravidade Assumindo um coeficiente de perda de carga localizada de 0,75 para as curvas e 0,5 para a expansão, temos: hfl = 0,75 * (0,008/(3,14*0,05^2*4/60))²/2*9,81 + 0,75 * (0,008/(3,14*0,05^2*4/60))²/2*9,81 + 0,5 * (0,008/(3,14*0,05^2*16/60))²/2*9,81 hfl = 0,98 mca Para o conduto de 200 mm de diâmetro, a perda de carga linear pode ser calculada da mesma forma que para o conduto de 50 mm: hf = 0,025 * (23/0,2) * (0,008/(3,14*0,2^2*4/60))²/2*9,81 hf = 0,16 mca Para a válvula de retenção basculante, o coeficiente de perda de carga localizada é de 2,5: hfl = 2,5 * (0,008/(3,14*0,2^2*4/60))²/2*9,81 hfl = 1,08 mca Para o conduto de 100 mm de diâmetro, a perda de carga linear pode ser calculada da mesma forma que para os outros condutos: hf = 0,025 * (46/0,1) * (0,008/(3,14*0,1^2*4/60))²/2*9,81 hf = 8,16 mca Para a contração no início do conduto, o coeficiente de perda de carga localizada é de 0,5, e para a válvula globo, o coeficiente é de 10: hfl = 0,5 * (0,008/(3,14*0,05^2*4/60))²/2*9,81 + 10 * (0,008/(3,14*0,1^2*4/60))²/2*9,81 hfl = 3,98 mca Somando as perdas de carga linear e localizada, temos: htotal = hf + hfl htotal = 15,72 mca Para calcular a porcentagem de perda de carga localizada e de perda de carga linear, basta dividir a perda de carga localizada e a perda de carga linear pela perda de carga total e multiplicar por 100: % perda de carga localizada = (hfl/htotal) * 100 % perda de carga localizada = 6,22% % perda de carga linear = (hf/htotal) * 100 % perda de carga linear = 93,78% Com essas informações, o engenheiro poderá tomar a melhor decisão sobre como diminuir a perda de carga total do escoamento.