Descrição
As perdas de carga localizadas ocorrem nas descontinuidades dos trechos retilíneos de sistemas de tubulações, como válvulas, curvas, joelhos e tês, devido à turbulência provocada pela alteração de geometria dos condutos. Essas perdas são complexas de quantificar pela diversidade geométrica das conexões, e uma abordagem prática para lidar com essas perdas é o conceito de comprimento equivalente (Leq), que converte a perda localizada em uma perda equivalente gerada por um trecho de tubulação retilínea, facilitando o cálculo das perdas totais em condutos forçados. Este estudo tem como objetivo estimar o comprimento equivalente por diâmetro (Leq/D) em diferentes conexões hidráulicas e analisar como sua variação com a velocidade de escoamento e o número de Reynolds. O experimento foi realizado no Laboratório de Hidráulica da Universidade Federal de Lavras (UFLA), utilizando o módulo didático MF1000, com duas bombas centrífugas idênticas e tubulações de PVC e cobre. Foram testadas três conexões: curva de 90°, joelho de 45° e tê de saída lateral de cobre. A vazão foi medida em diferentes condições experimentais, variando a abertura de um registro de esfera e a rotação das bombas, com quatro repetições para cada condição. A perda de carga foi estimada com base na diferença entre as pressões de entrada e saída em cada conexão. O Leq/D foi estimado a partir das equações de Darcy-Weisbach e Flamant, considerando os fatores de atrito de Blasius e os coeficientes de perda de carga (k/f). Os resultados mostraram que o Leq/D cresce linearmente com a velocidade de escoamento e o número de Reynolds, indicando que o aumento da energia cinética do escoamento intensifica as perdas localizadas. Para a curva de 90°, o Leq/D variou de 6,88 a 24,69; para o joelho de 45°, de 30,57 a 36,13; e para o Tê de passagem lateral, de 34,83 a 40,78. Esses dados destacam a importância de se considerar o regime de escoamento em relação à trajetória para o dimensionamento de redes hidráulicas. Conclui-se que conexões mais complexas geram maiores comprimentos equivalentes e que a energia cinética do escoamento é determinante na intensificação dessas perdas.
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