03. Perda de Carga Localizada

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Conteúdo da aula 
 Perda de Carga Localizada 
 Definição 
 Expressão Geral das Perdas Localizadas 
 Valores de K para algumas singularidades 
 Alargamento e Estreitamento de Seção (Brusco e Gradual) 
 Entrada e Saída de Tubulações 
 Cotovelos e Curvas 
 Válvulas e Registros 
 Cálculo das Perdas Localizadas 
 Método dos Coeficientes de Resistência 
 Método dos Comprimentos Equivalentes 
 
Conteúdo da aula 
Atenção! Este material apresenta o conteúdo 
programático de forma resumida e não deve substituir 
a consulta da bibliografia complementar indicada. 
Capítulo 
7 
Capítulo 
3 
 
 É a perda de carga que ocorre em um ponto específico ou partes 
bem determinadas da tubulação, ao contrário do que acontece 
com as perdas ao longo do escoamento. 
Definição 
Expressão Geral das Perdas Localizadas 
Considerando: 
Teorema de Borda-Bélanger Desta forma: 
Perda de Carga Localizada 
 
 Foi demonstrado experimentalmente que a perda de carga 
localizada pode ser expressa, para uma determinada peça, por 
uma expressão geral: 
 O coeficiente adimensional K dependerá da geometria da 
conexão, do número de Reynolds e da rugosidade da parede. 
 
 Para os casos com Re > 10
5, admite-se um valor constante que 
pode ser obtido por meio de tabelas e gráficos. 
Onde: 
Expressão Geral das Perdas Localizadas 
Perda de Carga Localizada 
 
Gráfico com relação K x número de Reynolds 
Expressão Geral das Perdas Localizadas 
Perda de Carga Localizada 
 
 O valor do coeficiente K é afetado por diversos fatores, por isso 
são utilizados valores médios, que acabam diferindo de um 
fabricante para outro. 
 
 A perda de carga localizada é obtida experimentalmente, pois sua 
determinação dependeria de fatores de difícil quantificação. 
 
 Algumas singularidades mais comuns são: 
 Alargamento e Estreitamentos de Seção (Brusco e Gradual) 
 Entrada e Saída de Tubulações 
 Cotovelos e Curvas 
 Válvulas e Registros 
Valores de K para Algumas Singularidades 
Perda de Carga Localizada 
 
 As mudanças de diâmetro que ocorrem numa tubulação podem ser 
classificadas em bruscas ou graduais: 
Alargamento Estreitamento 
Alargamento e Estreitamento de Seção 
Perda de Carga Localizada 
 
A2/A1 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 
K 0,5 0,46 0,41 0,36 0,30 0,24 0,18 0,12 0,06 0,02 0,00 
 Nos casos de contrações bruscas, os valores do 
coeficiente K serão função da relação de áreas 
das seções de entrada e saída. 
Alargamento e Estreitamento Brusco 
Perda de Carga Localizada 
 
 Nestes casos o coeficiente K dependerá da geometria da peça, sendo 
função do ângulo de abertura da contração e da relação de áreas das 
seções de entrada e saída. 
Alargamento Estreitamento 
Alargamento e Estreitamento Gradual 
Perda de Carga Localizada 
 
Entrada de Tubulações (Saída de Reservatórios) 
Perda de Carga Localizada 
 
r/D 0,05 0,1 0,2 0,3 0,4 
K 0,25 0,17 0,08 0,05 0,04 
Para os casos 
com entradas 
arredondadas. 
Entrada de Tubulações (Saída de Reservatórios) 
Perda de Carga Localizada 
 
Nessa situação, a velocidade é 
nula no trecho de maior seção 
(reservatório), pois A2  ∞. 
Assim, o valor de K é igual a unidade, 
indicando a perda total da carga cinética. 
Saída de Tubulações (Entrada de Reservatórios) 
Perda de Carga Localizada 
 
Peça K 
Cotovelo de 90°, raio curto 0,9 
Cotovelo de 90°, raio longo 0,6 
Cotovelo de 45° 0,4 
Curva de 90°, r/D = 1 0,4 
Curva de 45° 0,2 
Tê, passagem direta 0,9 
Tê, saída lateral 2,0 
Valores aproximados de K para 
algumas peças comuns na prática. 
Cotovelos e Curvas 
Perda de Carga Localizada 
 
Válvula de Globo ou de Disco 
Peça K 
Válvula de gaveta aberta 0,20 
Válvula de globo aberta 10,00 
Válvula de retenção 2,50 
Válvula borboleta aberta 0,30 
Válvula de ângulo aberta 5,00 
Válvula de pé 1,75 
Válvula de pé com crivo 10,00 
Valores aproximados de K para as 
válvulas mais comuns na prática. 
Válvula de Pé 
com Crivo 
Válvulas e Registros 
Perda de Carga Localizada 
 
Válvula ou Registro de Gaveta 
 O valor do coeficiente K dependerá do grau de fechamento da 
válvula e da relação da área efetiva da abertura e área total. 
a/D 0 ¼ 3/8 ½ 5/8 ¾ 7/8 
K 0,15 0,26 0,81 2,06 5,52 17,0 97,8 
Válvulas e Registros 
Perda de Carga Localizada 
 
Válvulas e Registros 
α (°) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 
K 0,15 0,24 0,52 0,90 1,54 2,51 3,91 6,22 10,8 18,7 32,6 
 O valor do coeficiente K dependerá do ângulo de abertura da peça 
e da relação de áreas efetivas da abertura de passagem e da 
tubulação de seção circular. 
Válvula Borboleta 
Perda de Carga Localizada 
 
Válvulas e Registros 
Válvula de Retenção 
 O cálculo das perdas de carga localizadas, bem como o total das 
perdas (distribuídas e localizadas) existentes em uma tubulação 
poderá ser feita através de dois métodos: 
 Método dos Coeficientes de Resistência 
 Método dos Comprimentos Equivalentes 
Cálculo das Perdas de Carga Localizadas 
Perda de Carga Localizada 
 
Cada trecho retilíneo provocará 
uma perda de carga distribuída. 
 
Cada singularidade provocará 
uma perda de carga localizada. 
Método dos Coeficientes de Resistência 
Perda de Carga Localizada 
 
 Neste método são adicionados a extensão total da tubulação, 
comprimentos que correspondam à mesma perda de carga que 
causariam as singularidades existentes nessa tubulação. 
Para os casos de uma tubulação com 
mesmo material e diâmetro: 
Onde: 
Método dos Comprimentos Equivalentes 
Perda de Carga Localizada 
 
Perda de Carga Localizada 
 
Comprimentos 
equivalentes em 
números de 
diâmetros de 
canalização, para 
peças metálicas, 
ferro galvanizado e 
ferro fundido. 
Perda de Carga Localizada 
 
EXEMPLOS 
1) Dois reservatórios, mantidos em níveis constantes, são 
interligados por uma tubulação de PVC rígido de 10 m de 
comprimento e 50 mm de diâmetro, conforme na figura abaixo. 
Admitindo que a única perda de carga localizada seja devido à 
presença de um registro de gaveta parcialmente fechado, cujo 
comprimento equivalente é de 20 m. Determine a vazão 
transportada em regime permanente, considerando C = 145. 
 
EXEMPLOS 
2) Determinar o percentual de perdas localizadas em relação à 
perda distribuída de um ramal que abastece um chuveiro de uma 
instalação predial de ¾”. 
Peça Descrição Leq 
1 Tê, saída de lado 1,4 
2, 4, 6, 8 e 9 Cotov. 90°, raio curto 0,7 
3 e 7 Reg. de gaveta aberto 0,1 
5 Tê, passagem direta 0,4 
 
EXEMPLOS 
3) Determinar a vazão transportada numa instalação em ferro fundido 
com um diâmetro de 50 mm conforme figura abaixo. Ao se fechar 
parcialmente a válvula de ângulo, qual será a sua perda localizada e 
seu comprimento equivalente para transportar uma vazão de 1,96 L/s. 
Considerar f = 0,033. 
Os coeficientes de perda localizadas são: entrada e saída da tubulação 
(K = 1,0), cotovelo 90° (K = 0,9), cotovelo de 45° (K = 0,2) e válvula de 
ângulo aberta (K = 5,0).