Este documento discute perdas de carga em tubulações hidráulicas. Explica que quando um fluido flui dentro de uma tubulação, ocorre atrito com as paredes que causa uma queda gradual da pressão ao longo do fluxo, conhecida como perda de carga. A perda de carga depende de fatores como velocidade do fluido, diâmetro e comprimento da tubulação, e pode ser calculada usando a equação de Darcy-Weissbach. O documento fornece um exemplo numérico de como calcular a perda de

1. PERDAS DE CARGAS EM
TUBULAÇÕES
Francisco Denilo
Juliana Lorenzo
Mauricio Sodré
Uoston Tavares
Viviane Basílio

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.
 Falaremos da 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. Porém, quedas de pressão, ou perda de carga, nas linhas de recarga
e sucção causam perda de capacidade da bomba e compressor e aumentam a
potência necessária.

4. Perda de Carga (∆P)
 Quando 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)”.
 Logo podemos dizer que a perda de carga é uma restrição à passagem do
fluxo do fluido dentro da tubulação, influenciando diretamente na altura
manométrica de uma bomba (H) e sua vazão volumétrica (Q), ocasionando um
aumento de potência consumida.

5. Tipos de Perda de Carga
 As perdas de carga podem ser de dois tipos;
I. Normais: As perdas de cargas normais ocorrem ao
longo de um trecho de tubulação retilíneo, com
diâmetro constante.
II. Acidentais ou localizadas: As perdas de carga
acidentais ou localizadas são as perdas que
ocorrem nas conexões (curvas, derivações),
válvulas (registros de gaveta, registros de pressão)
e nas saídas de reservatórios.

6. Velocidade
 Na mecânica dos fluidos sabemos que quanto maior a velocidade de um fluido
dentro de uma tubulação maior será a perda de carga deste fluido.
 A relação entre a vazão volumétrica e a velocidade pode ser escrita como:
Vazão Volumétrica = Velocidade x Área interna da tubulação
Q = V . A
Onde: Q = Vazão volumétrica (m 3 / s)
V = Velocidade do fluido dentro da tubulação (m / s)
A = Área interna do Tubo (m 2 )

7. Cálculo da Perda de Carga (∆P)
 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:
 Onde: ∆P = Perda de Pressão (m)
 L = Comprimento Equivalente da Tubulação (m)
 D = Diâmetro Interno da Tubulação (m)
 V = Velocidade media do Refrigerante (m/s)
 g = Aceleração da gravidade (9,8 m/s 2 )
 f = Fator de Fricção (adimensional)

8. 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.
 Existem diversas tabelas, que apresentam o comprimento equivalente para
diversas singularidades em função de seu diâmetro nominal, para tubos de
aço e cobre.

9. Exemplo:
 Calcular a Perda de Carga ∆P da instalação hidráulica, de um sistema aberto,
construída com tubo de aço galvanizado novo DN = 3”, conforme esquema
abaixo que deve transportar uma vazão de água de Q = 30 m 3 /h :

10. Solução:
1. Determinar a vazão em m 3 / s
Q = 30 m 3 /h = 8,33 x 10 -3 m 3 / s
2. Determinar a área interna da tubulação de DN = 3”
A área pode ser determinada na tabela 1:
A = 4796 mm = 4796 x 10 -6 m 3
DI = 77,93 mm = 0,07793 m

12. 3. Calcular a velocidade da água dentro da tubulação (V) :
V = Q / A V = 8,33 x 10 -3 m 3 / s / 4796 x 10 -6 m 3
V = 1,73 m/s
4. Determinar o Fator de Fricção (f):
O fator de fricção (f), para tubo de aço galvanizado com DN = 3”, para uma
velocidade V = 1,73 m/s pode ser obtido na tabela abaixo:
Por aproximação V = 1,73 m/s = 2,0 m/s
Fator de Fricção (f) = 0,025 Fator de Fricção (f)

13. 5. Calcular a Perda de Carga ∆P Utilizando-se a expressão pela equação de Darcy-
Weissbach;
Onde:
∆P = Perda de Pressão (m)
L = Comprimento Equivalente da Tubulação (43,9 m)
D = Diâmetro Interno da Tubulação (0,07793 m)
V = Velocidade media do Refrigerante (1,73 m/s)
g = Aceleração da gravidade (9,8 m/s 2 )
f = Fator de Fricção (0,025)