PERDA DE CARGA – O QUE É, COMO CALCULAR E QUANTIFICAR IMPACTOS?

É um fenômeno que ocorre em tubulações quando um fluido escoa. Ela se refere à perda de energia que o fluido sofre devido ao atrito com as paredes da tubulação e com as mudanças de direção do fluxo.

Pode ser dividida em dois tipos:

• Distribuída: ocorre ao longo de toda a extensão da tubulação retilínea e de diâmetro constante. É causada pelo atrito entre o fluido e as paredes da tubulação.
• Localizada: ocorre em pontos específicos da tubulação, como em curvas, reduções ou expansões. É causada pela mudança de direção do fluxo.

CÁLCULO DA PERDA DE CARGA DISTRIBUÍDA:

Para realização do cálculo, é importante o levantamento de algumas propriedades e parâmetros da tubulação e da operação, como o fator de atrito, comprimento e diâmetro da tubulação e a velocidade média do escoamento.

Uma das formas mais comuns para o cálculo é pela expressão universal, que correlaciona as variáveis citada acima com um valor de perda de carga:

Onde:

• é a perda de carga distribuída, em metros (m)
• f é o coeficiente de atrito, que depende das propriedades do fluido e da rugosidade da tubulação (adimensional)
• L é o comprimento da tubulação, em metros (m)
• Dₕ é o diâmetro da tubulação, em metros (m)
• V é a velocidade do fluido, em metros por segundo (m/s)
• g é a aceleração da gravidade, em metros por segundo ao quadrado (m/s2)

O coeficiente de atrito f pode ser calculado de acordo com o tipo de escoamento. Para escoamentos laminares, onde o número de Reynolds (Re) é menor que 2000 (Re < 2000), o coeficiente de atrito é calculado de acordo com a equação:

Já para escoamentos turbulentos, onde Re > 4000, o coeficiente de atrito é calculado pela seguinte equação:

Onde:

• e/D é a rugosidade relativa (adimensional – tabelado)
• Re é o número de Reynolds (adimensional)

CÁLCULO DA PERDA LOCALIZADA:

A perda de carga localizada, ocorre em trechos específicos da tubulação, na presença de acessórios como válvulas, curvas, derivações e registros, que alteram a direção do fluxo do fluido na tubulação.

Para cálculo, utiliza-se a expressão geral da perda de carga, que correlaciona um coeficiente específico do acessório com o valor da perda, a partir da seguinte equação:

Onde:

• hₗ é a perda de carga localizada (m)
• K é um coeficiente específico do acessório (tabelado)
• V é a velocidade de escoamento (m/s)
• G é a aceleração da gravidade (m/s2)

O valor final da perda de carga na tubulação, será definido pela soma dos valores da perda distribuída e localizada.

CONSEQUÊNCIAS:

A perda de carga pode ter diversas consequências, como:

• Redução da vazão do fluido
• Aumento da pressão na tubulação
• Aumento do consumo de energia do sistema de bombeamento

Em alguns casos, pode ser tão grande que pode causar problemas no funcionamento do sistema.

COMO REDUZIR:

A perda de carga é um fator importante a ser considerado na seleção de uma bomba industrial. As bombas são projetadas para fornecer uma certa pressão e vazão, portanto, a perda pode reduzir a capacidade da bomba.

Algumas das recomendações do time de engenharia da Bomserv Bombas para reduzir a perda em sistemas que utilizam bombas industriais são apresentadas a seguir:

• Rugosidade: A rugosidade da tubulação é um dos principais fatores que influenciam a perda de carga. Tubulações com menor rugosidade terão perda de carga menor.
• Diâmetro: O diâmetro da tubulação também influencia a perda de carga. Tubulações com diâmetro maior terão perda de carga menor.
• Curvas e reduções desnecessárias: Curvas e reduções aumentam a perda de carga. Evite-as sempre que possível.

A Bomserv Bombas é uma empresa especializada na venda e manutenção de bombas industriais. Oferecemos uma ampla linha de bombas, incluindo bombas pneumáticas de duplo diafragma, bombas dosadoras e bombas de engrenagem interna e externa.

–> Clique aqui para ler nosso artigo “Bomba de Engrenagem – Como funciona e pra que serve?”

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Nossos especialistas estão prontos para ajudá-lo a selecionar a bomba certa para sua aplicação e a reduzir a perda de carga em seu sistema de bombeamento.

Para entrar em contato com o nosso time de vendas, envie um e-mail para contato@bomservbombas.com.br ou ligue para (19) 3244-2521.

Por: Eng. Felipe Resende Rosa | Engenheiro Químico e Mestrando em Engenharia