Equação de Darcy-Weisbach - Perda de Pressão e Perda de Carga devido à Fricção
A equação de Darcy-Weisbach pode ser utilizada para calcular a perda de pressão e perda de carga devido à fricção em dutos, tubulações ou tubos.
Perda de Pressão
A perda de pressão em um tubo pode ser calculada com a equação de Darcy-Weisbach:
Δp perda de pressão = λ (l / d ) (ρ f v 2 / 2) (1)
onde
Δp perda de pressão = perda de pressão principal (por atrito) no fluxo do fluido (Pa (N/m 2 ), psf (lb/ft 2 ) )
λ = coeficiente de atrito de Darcy-Weisbach
l = comprimento do duto ou tubo (m, ft)
v = velocidade do fluido (m/s, ft/s)
d = diâmetro (m, ft)
ρ f = densidade do fluido (kg/m 3 , slugs /ft 3 )
Nota! - Esteja ciente de que existem dois coeficientes de atrito alternativos presentes na literatura. Um é 1/4 do outro e (1) deve ser multiplicado por quatro para obter o resultado correto. Isso é importante verificar ao selecionar coeficientes de atrito nos diagramas de Moody.
A equação de Darcy-Weisbach é válida para fluxo totalmente desenvolvido, estado estacionário e incompressível. O fator de atrito ou coeficiente - λ - depende do tipo de fluxo, se é laminar, transitório ou turbulento (número de Reynolds) - e da rugosidade do tubo ou duto. O coeficiente de atrito pode ser calculado pela Equação de Colebrooke ou usando o Diagrama de Moody.
Exemplo - Perda de Pressão em Duto de Ar
O ar flui com velocidade de 6 m/s em um duto com diâmetro de 315 mm. A densidade do ar é 1,2 kg/m³.
O coeficiente de atrito é estimado como 0,019 e o comprimento do duto é 1 m. A perda por atrito pode ser calculada como
Δp perda_pressão = 0,019 ((1 m) / (0,315 m)) ((1,2 kg/m 3 ) (6 m/s) 2 / 2)
= 1,3 Pa
Nota! - Além da perda por atrito, há quase sempre perda secundária no fluxo, também conhecida como perda de carga localizada.
Calculadora de perda de carga em trecho de tubulação