Perda de Carga

Boa tarde caros leitores!

Hoje venho trazer mais uma ferramenta para ajuda-los em questões práticas de dimensionamento de tubulações. Mas antes de apresentar essa ferramenta, vou falar um pouco sobre suas aplicações e a importância do dimensionamento correto de sistemas de bombeamento de água.

Bem, vamos começar definindo perda de carga. De uma forma simples e bem sucinta, a perda de carga é a perda de energia da água ao longo da tubulação, medida popularmente em metros de coluna de água (mca). Quando utilizamos um sistema motor-bomba para bombear água de um ponto A até um ponto B estamos convertendo a energia elétrica em energia mecânica (motor), criando uma força centrífuga (caso a bomba funcione por este princípio) e impulsionando a água pela tubulação para que ela possa chegar ao ponto B.

Acontece que durante esse processo acontecem perdas de energia. Vamos dar um enfoque nas perdas geradas pelo atrito, que acontece quando a água entra em contato com as peças móveis (rotor da bomba) e fixas (tubulações e conexões) do sistema.

Por mais polidas que sejam, as paredes dos tubos possuem imperfeições microscópicas que funcionam como um “freio”, impedindo o fluxo perfeito da água. Na Figura 1 é possível observar  uma representação dessas imperfeições.

Calc-Hf 0

Como resultado, admitindo que a água esteja a uma velocidade máxima de 2,5m.s-¹ e que o escoamento seja laminar, temos que, próximo às paredes do tubo a velocidade de escoamento tenderá a zero. Já no centro do tubo, a velocidade será máxima. Isso acontece porque a lâmina de água que corre próximo à parede do tubo acaba transmitindo parte do atrito para a lâmina subsequente, e assim sucessivamente.

As perdas de carga podem ser classificadas ainda como contínuas ou localizadas. São ditas contínuas as perdas que ocorrem ao longo do corpo dos tubos, enquanto as localizadas referem-se ao somatório das perdas que ocorrem nas conexões e peças especiais do sistema (entrada e saída de água, válvula de pé com crivo, emendas, aspersores, registros, curvas, Tês, joelhos, etc.).

Bem, de forma resumida e bem simplificada, é assim que ocorre a perda de energia ao longo do sistema. Mas como o diâmetro da tubulação pode influenciar na perda de carga?

Na verdade, o diâmetro da tubulação sozinho não resolve o problema se a vazão não for constante. Podemos montar uma relação simples entre vazão, diâmetro da tubulação, velocidade de escoamento e perda de carga.

Quanto maior a vazão, com diâmetro constante, maior serão a velocidade de escoamento e a perda de carga.

Logo, se variarmos o diâmetro da tubulação mantendo a vazão constante, reduziremos a perda de carga e a energia necessária para transportar a água. Isso implica em elevação do custo do projeto e redução do consumo de energia elétrica.

Dependendo do projeto essa economia pode ser muito grande, levando em conta o preço atual da energia elétrica no país.

Mas como dimensionar de forma correta um sistema de bombeamento?

Este é o assunto de um outro Post, onde ensinarei a elaborar um projeto de bombeamento e explicarei de forma mais aprofundada alguns conceitos necessários para o desenvolvimento dos cálculos.

Já adiantando algumas coisas, veremos como dimensionar um reservatório, conforme o uso que se pretende dar a água armazenada; como dimensionar o sistema motor-bomba a fim de obter uma vazão que atenda à demanda consumindo a menor quantidade de energia possível; ajuste da vazão de projeto na curva da bomba e dimensionamento das tubulações.

Agora que você já tem ideia do que é a perda de carga e de suas implicações no consumo de energia e consequentemente nos seus lucros, vou apresentar o software Calc-Hf a você.

Interface

O software tem uma interface simples e sua primeira tela já apresenta as funções do programa. Caso você seja um usuário ainda leigo, recomendo que leia, para ter uma noção de como o programa funciona.

Calc-Hf 1

Segunda tela – Perda de carga total

Nesta tela você irá encontrar as opções de cálculo de perda de carga utilizando apenas um diâmetro de tubulação ou composições com dois ou três diâmetros. Encontrará também a opção de acrescer as perdas de carga localizadas ao cálculo, variando de 0 – 5% do valor das perdas contínuas.

Calc-Hf 2

Terceira tela – Perda de carga unitária

Aqui você pode calcular a perda de carga unitária de uma tubulação, ou seja, saber quanto de energia o sistema está perdendo por metro de tubulação.

Calc-Hf 3

Como baixar?

Basta clicar no link abaixo. Você será redirecionado para o site do 4Shared, onde poderá fazer o download do programa. é preciso fazer um pequeno cadastro no site para conseguir fazer downloads, mas não é nada complicado.

Calc-Hf

2 Comentários (+adicionar seu?)

  1. Fabio Bonotto
    dez 01, 2015 @ 12:19:40

    Bom dia. Tem como conseguir este programa sem ser pelo “4Shared”? Não gostaria de instalar o programa gerenciador de downloads do site.

    Obrigado.

    Responder

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