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Cálculos de queda de pressão e vazão em tubulações

Mudanças na elevação, atrito, encaixes, comprimento e dobras são alguns dos itens que devem ser considerados ao fazer os cálculos de vazão e queda de pressão em tubulações. As propriedades físicas de cada um desses itens devem compor os muitos cálculos necessários para calcular a pressão final.

Cada mudança em um tubo reto afeta o fluxo (Jupiterimages/Photos.com/Getty Images)

Perda por fricção

Existe atrito entre a parede do tubo e o fluido. Mais atrito é adicionado ao fluxo conforme o líquido passa através de válvulas, dobras e vários componentes. Outros fatores que afetam o atrito incluem a densidade e viscosidade do fluido, mudanças na temperaturas e dobras e o diâmetro e rugosidade da superfície interna do tubo. Para calcular o fator de atrito é necessário saber a viscosidade e densidade do fluido, o diâmetro da tubulação e sua rugosidade. Esses itens são usados para calcular o número de Reynolds e então é calculado o fator de atrito através da equação de Colebrook-White. Quando esse fator for calculado, a perda por atrito pode ser calculada usando a equação de Darcy-Weisbach.

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Cálculos para perdas pelos encaixes da tubulação

A pressão cai em encaixes, válvulas e dobras devido à interrupção do fluxo. A perda causada por um tipo específico de encaixe é medida através de experimentos com diferentes fluidos. O resultado é um fator K, o coeficiente de perda de carga localizada, que é usado para calcular a perda causada pelo acessório.

Cálculos para perda devido aos componentes da tubulação

Componentes da tubulação, como resfriadores ou trocadores de calor, também podem afetar a pressão do fluxo. Tipicamente, a queda de pressão varia com a vazão do líquido e a maioria dos fabricantes fornece uma curva de desempenho ilustrando as características das perdas de carga do produto a várias vazões.

Outros fatores que afetam a vazão

Outros fatores que podem afetar a vazão são mudanças na elevação da tubulação. Haverá queda de pressão se o ponto final for mais alto que o inicial e o oposto caso o ponto final esteja mais baixo. O uso de bombas também afeta a vazão. O desempenho da bomba é disponibilizado pelo fabricante e deve ser considerado nos cálculos de escoamento e queda de pressão.

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Referências

Recursos

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