EXPERIMENTO PARA DETERMINAÇÃO
DA PERDA DE CARGA DISTRIBUÍDA EM TUBULAÇÕES
Este experimento tem por objetivo determinar a perda de carga distribuída em tubulações. Essa é uma informação muito importante no projeto de sistemas envolvendo dutos e tubulações. Trabalhamos com este assunto na Aula 4 tema 4.
Assista o vídeo na Aula 7 onde a professora Francielly mostra o passo a passo para realização deste experimento e para o cálculo analítico da perda de carga distribuída.
As tubulações que podem ser analisadas são as quatro primeiras, sendo elas respectivamente: Tubo de PVC de 32 mm, PVC de 25 mm, Cobre de 28 mm e Acrílico de 22 mm, como mostra a imagem abaixo:

Você analisará a tubulação corresponde ao seu último número do RU, através da seguinte tabela:

Tipo de tubulação
Se o último número do seu RU é 0 ou 1 ou 2 Linha 1 – Tubo de PVC de 32 mm
Se o último número do seu RU é 3 ou 4 Linha 2 – Tubo de PVC de 25 mm
Se o último número do seu RU é 5 ou 6 ou 7 Linha 3 – Tubo de Cobre de 28 mm
Se o último número do seu RU é 8 ou 9 Linha 4 – Tubo de Acrílico de 22 mm
Para o cálculo da perda de carga, você considerará a vazão corresponde ao seu penúltimo número do RU, através da seguinte tabela:

Vazão (L/h)
Se o penúltimo número do seu RU é 0 ou 1 ou 2 4000
Se o penúltimo número do seu RU é 3 ou 4 3000
Se o penúltimo número do seu RU é 5 ou 6 ou 7 2000
Se o penúltimo número do seu RU é 8 ou 9 1000
Você deverá apresentar a imagem com a conexão conforme sua tubulação, com a respectiva vazão e pressão. Veja um exemplo abaixo considerando uma vazão de 1500 L/h medida no rotâmetro e a tubulação de Acrílico conectada ao manômetro:

Observe na imagem acima a respectiva pressão medida no manômetro. Esta é a perda de carga distribuída na tubulação que estamos interessados. Seu respectivo valor é 2*36 = 72 mmca. Este valor é explicado no vídeo.
Calcule a perda de carga distribuída (maiores) h_m conforme a explicação em vídeo, onde será necessário determinar o número de Reynolds, dado por:
R_e=vD/ν (1)
onde ν é a viscosidade cinemática da água e corresponde a 1,003.10-6 m²/s a 20 °C e a velocidade é obtida por:
Q=vA (2)
Sendo que a vazão é obtida no rotâmetro do experimento (conforme seu RU) e deve ser transformada para m³/s e a área é a da seção transversal da tubulação conforme a destinada para o seu RU.
Calculado o número de Reynolds, se o escoamento for laminar, ou seja, para R_e≤2300, o fator de atrito é determinado aplicando a Equação 13 trabalhada na Aula 4 tema 4, ou seja, através da seguinte equação:
f=64/Re (3)
Para escoamento turbulento, ou seja, R_e2300 o fator de atrito pode ser determinado utilizando a equação 14 apresentada na Aula 4 tema 4, ou seja, através da seguinte equação:
1/√f=-2log((ε/D)/3,7+2,51/(Re√f)) (4)
Considere ε=0,0015 mm para tubos de PVC, ε=0,002 mm para tubos de cobre e ε=0 (liso) para tubo de acrílico. Observe que a rugosidade está em mm, logo, a rugosidade relativa ε/D pode ser obtida utilizando ambos termos em mm.
Com o fator de atrito, f, determine a perda de carga distribuída, por:
h_d=f Lv²/2Dg (5)
Compare este resultado com o valor da pressão fornecida no manômetro U.
 
Você deverá entregar para correção as seguintes informações:
Figura do experimento com a bancada mostrando o valor da pressão no manômetro U e a vazão mostrada no rotâmetro, semelhante a segunda figura apresentada neste roteiro só que com os parâmetros conforme seu RU (Valor 50 pontos):

Cálculo da velocidade do escoamento pela Equação 2 (Valor 10 pontos):
Q=vA

Cálculo do número de Reynolds pela Equação 1 (Valor 10 pontos):
R_e=vD/ν

Obtenção do fator de atrito, através da Equação 3 para escoamento laminar ou através da Equação 4 para escoamento turbulento. Apresente o resultado utilizando a tabela em excel ou planilha google. (Valor 10 pontos):
f=64/Re ou 1/√f=-2log((ε/D)/3,7+2,51/(Re√f))

Cálculo da perda de carga distribuída através da Equação 4 (Valor 10 pontos):
h_d=f Lv²/2Dg

Apresente o resultado calculado e o resultado apresentado na bancada para comparação e mostre o erro entre ambos resultados (Valor 10 pontos):

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