O documento discute o dimensionamento correto de tubulações em sistemas hidráulicos, incluindo a importância de se considerar a perda de carga. Explica como curvas, válvulas e outros componentes aumentam o comprimento equivalente de uma tubulação e como a velocidade do fluido afeta a perda de pressão. Apresenta a equação de Darcy-Weissbach para calcular a perda de carga em tubulações cilíndricas.

1. Prof: Andre jaques

2. Tubulação
O perfeito dimensionamento de uma instalação
hidráulica e seus componentes, tais como válvulas e
principalmente de bombas hidráulicas
depende em muito das dimensões e da correta
disposição da tubulação a serem utilizadas.
Abordaremos a perda de pressão, conhecida como perda
de carga de uma rede hidráulica.

3. Dimensionamento da Tubulação
Ao se dimensionar as linhas de sucção e recalque, as
considerações relativas ao custo tendem a favorecer as
linhas de diâmetro tão pequeno quanto possível.
Entretanto, quedas de pressão, ou perda de carga, na
linhas de recarga e sucção causam perda de capacidade
da bomba e compressor e aumentam a potência
necessária. Perdas excessivas nas linhas de sucção, no
caso de bombas hidráulicas, podem causar o
aparecimento de cavitação, no rotor, e
conseqüentemente a perda desta bomba.

4. Comprimento Equivalente (LEQU)
Todos os tubos tem um comprimento que medimos em
seus trechos retos, este comprimento podemos definir
como o comprimento real da instalação, as curvas,
válvulas e demais singularidades existentes no sistema
também representam uma grande parcela da perda de
carga, e representaremos como se ela fosse um tubo reto,
e qual seria a perda de carga que ela causaria se ela fosse
um tubo reto. Esta representação de uma singularidade
como se fosse um tubo reto é conhecida como
“Comprimento Equivalente”

5. Exemplo 1
Vamos calcular o comprimento equivalente de uma
instalação hidráulica, de um
sistema aberto, construída com tubo de aço galvanizado
novo, conforme
desenho a seguir, que deve transportar uma vazão de
água de Q = 2,2 m3/h.
Nota: Sistema aberto pode ser exemplificado como aquele em
que uma bomba de água transporta água até um outro ponto
a outro, como no caso de um reservatório inferior, de um
prédio, até outra caixa no topo do prédio.

7. Perda de Carga (∆P)
Sempre que um fluido se desloca no interior de uma
tubulação ocorre atrito deste fluido com as paredes
internas desta tubulação, ocorre também uma
turbulência do fluido com ele mesmo, este fenômeno faz
com que a pressão que
existe no interior da tubulação vá diminuindo
gradativamente à medida com que o
fluido se desloque, esta diminuição da pressão é
conhecida como “Perda de Carga (∆P)”.

8. Desta forma a perda de carga seria uma restrição à
passagem do fluxo do
fluido dentro da tubulação, esta resistência influenciará
diretamente na altura manométrica de uma bomba (H) e
sua vazão volumétrica (Q).

9. Velocidade
Da mecânica dos fluidos sabemos que quanto maior a
velocidade de um fluido dentro de uma tubulação maior
será a perda de carga deste fluido. Desta forma podemos
concluir que para diminuirmos a perda de carga basta
diminuirmos a velocidade do fluido.

10. instalação de custo mais elevado.
A relação entre a vazão volumétrica e a velocidade pode ser
escrita como:
 Vazão Volumétrica = Velocidade x Área interna da tubulação
Q = v x A
 Onde:
 Q = Vazão volumétrica (m3 / s)
 V = Velocidade do fluido dentro da tubulação (m / s)
 A = Área interna do Tubo (m2)

11. Resumindo com velocidades muito grande ocorrerá um
aumento da perda de carga (∆P) do sistema, o que
acarretará um maior consumo de energia nas bombas e
compressores, desta forma quando estivermos
dimensionado as tubulações da rede hidráulica ou
sistema frigorífico devemos pensar em um projeto que
garanta ao mesmo tempo que se possa ter velocidade,
para garantira necessária vazão de fluido com uma
mínima perda de carga, com o menor custo da
instalação.

12. Cálculo da Perda de Carga (∆P)
Existem diversas equações que podem ser utilizadas para
o calculo da perda de carga no interior de uma
tubulação, que são estudados em cursos de
“Mecânica dos Fluidos”, em nosso caso adotaremos a
equação de DarcyWeissbach;
A perda de Pressão ou perda de carga (∆∆∆∆P)
provocada pelo atrito no interior de um tubo cilíndrico,
para diversos fluidos homogêneos, como no caso da
água, pode ser expresso pela equação de Darcy-
Weissbach;

14. Fator de Fricção (f)
O Fator de Fricção (f), também é algumas vezes
conhecido como “Fator de Fricção de MoodY” ou
também “Coeficiente de Perda de Carga Distribuída”.
O Fator de Fricção (f), pode ser determinado através de
equações matemáticas, as quais são função do “Número
de Reynolds” (Re) e da “Rugosidade Relativa” , para
facilitar os cálculos apresentamos os valores em
forma de tabela para alguns tipos de tubulação