Perda de carga

A perda de carga nun tubo ou canal, é a perda de enerxía dinámica do fluído debido á fricción das partículas do fluído entre si e contra as paredes da tubaxe que as contén. As perdas poden ser continuas, ao longo de condutos regulares, ou accidentais ou localizadas, debido a circunstancias particulares, como un estreitamento, un cambio de dirección, a presenza dunha válvula etc.

 Condución de líquidos 
 Perda de carga en conduto rectilíneo 
Se o fluxo é uniforme, é dicir, que a sección é constante, e polo tanto a velocidade tamén é constante (principio de Bernoulli), entre dous puntos pódese escribir a seguinte fórmula:

onde:
 = constante gravitatoria;
 = altura xeométrica na dirección da gravidade na sección  ou ;
 = presión ao longo da liña de corrente;
 = densidade do fluído;
 = perda de carga; ; sendo  a distancia entre as seccións 1 e 2; e,  a variación na presión manométrica por unidade de lonxitude ou pendente piezométrica, valor que se determina empiricamente para os diversos tipos de material, e é función do radio hidráulico e da rugosidade das paredes e da velocidade media da auga.

 Expresións prácticas para o cálculo 
Para tubos cheos, onde , a fórmula de Bazin transfórmase en:

Os valores de  son:
 0,16 para tubos de aceiro sen soldadura
 0,20 para tubos de cemento
 0,23 para tubos de ferro fundido
Simplificando a expresión anterior para tubos de ferro fundido:

A fórmula de Kutter, da mesma forma pódese simplificar:
Con m = 0,175; 
Con m = 0,275; 
Con m = 0,375; 

 Perdas de carga localizadas 
As perdas de carga localizadas ou accidentais exprésanse como unha fracción ou un múltiplo da chamada "altura de velocidade" da forma:

Onde:
 = perda de carga localizada; 
 = velocidade media da auga, antes ou despois do punto singular, conforme o caso;
 = coeficiente determinado en forma empírica para cada tipo de punto singular
A seguinte táboa é dalgúns dos valores de K para diferentes tipos de puntos singulares:
 Tipo de singularidade K Válvula de comporta totalmente aberta0,2 Válvula de comporta metade aberta5,6 Curva de 90º1,0 Curva de 45º0,4 Válvula de pé2,5 Emboque (entrada nun tubo)0,5 Saída dun tubo1,0 Ensanchamento brusco (1-(D1/D2)2)2 Redución brusca de sección (contracción)0,5(1-(D1/D2)2)2

 Condución de gases 
O diámetro dun tubo para condución de gas escóllese en función da densidade deste, a caída de presión admisible e a velocidade de circulación do mesmo. A presión do gas no interior dun tubo polo que circula vai diminuíndo por efecto da fricción coas paredes. Para o cálculo da perda de carga empréganse as chamadas fórmulas de Renouard que permiten calcular a caída de presión entre dous puntos en termos da densidade, o diámetro do tubo, o caudal e a lonxitude da mesma. Para presións medias (0,05 bar < P < 5 bar) a fórmula de Renouard correspondente é:Fórmula usada na norma española UNE 60 621-90Manual de instalaciones de GLP (CEPSA), pp. 98-9.

Onde:
 é a densidade corrixida do gas (propano dc = 1,16, butano dc = 1,44).
 é a lonxitude dun tramo recto de condución en [m].
 é o caudal en [m3/h].
 é o diámetro interior en [mm].
Para baixas presións (P < 0,05 bar) a expresión usada é:

 Notas 

Categoría:Magnitudes
Categoría:Enxeñaría