Como é calculada a perda de carga em trechos com mudança de diâmetro na planilha de pressões (memorial de cálculo)?

Uma vez finalizado o lançamento e dimensionamento dos projetos de gás, hidráulico ou de incêndio junto à plataforma AltoQi Builder, é possível gerar a planilha de pressões. Neste relatório, correspondente ao memorial de cálculo, visualiza-se a situação de atendimento ou não de pressões para a conexão ou peça de utilização que se deseja analisar. Com o objetivo de elucidar os recursos que envolvem as planilhas de pressões, sugerimos a leitura dos artigos abaixo:

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Cálculo da perda de carga em trechos com mudança de diâmetro na planilha de pressões

Na planilha de pressões, as colunas das pressões variam devido ao desnível e a perda de carga dos trechos. A coluna Perda (m.c.a.), da perda de carga, apresenta o valor resultante da multiplicação entre as colunas " comprimento total" e " perda de carga unitária", as quais dependem diretamente do diâmetro dos condutos e conexões do trecho.

Portanto, nos trechos em que há uma mudança de diâmetro (geralmente quando usa-se a peça Tê de redução) a perda de carga é calculada considerando dois sub-trechos diferentes. Um sub-trecho considera apenas a conexão, enquanto que o segundo sub-trecho considera apenas o conduto com o novo diâmetro. O valor final da perda, mostrado na planilha, será a soma destes dois sub-trechos.

Observação: O comprimento equivalente considerado no sub-trecho da conexão é o maior entre os dois diâmetros.

Para exemplificar esta situação, será analisada a situação ilustrada na imagem a seguir, onde o diâmetro do trecho 2-3 era 50 mm e no trecho 3-4 foi reduzido para 32 mm.

Para esta situação, na planilha de pressões gerada, as perdas de carga calculadas para cada trecho são apresentadas na figura abaixo.

Observação: Vale lembrar que todos os cálculos hidráulicos utilizamos os diâmetros internos dos tubos. Neste exemplo o diâmetro interno dos tubos de 50 mm e 32 mm são 40 mm e 25 mm respectivamente.

Se conferidos os cálculos da perda, manualmente, os resultados seriam conforme apresentado abaixo:

Analisando as equações acima, o resultado do cálculo para o trecho 3-4 não é equivalente ao valor apresentado na planilha de pressão.

Como já explicado anteriormente, esta situação acontece para trechos em que há uma mudança de diâmetros. Neste caso, o trecho 2-3 tinha diâmetro interno de 40 mm e sofreu uma redução para 25 mm no diâmetro interno do trecho 3-4, como destacado na imagem abaixo.

Portanto, o cálculo do trecho com o novo diâmetro é separado em duas etapas. A primeira calcula a perda na conexão, considerando ainda o diâmetro interno de 40 mm. Já a segunda etapa faz o cálculo do conduto considerando o novo diâmetro interno de 25 mm.

A perda de carga resultante será a soma destas duas etapas. Abaixo é mostrado como este cálculo é feito.

Através da tabela acima, encontra-se o valor apresentado na planilha de pressões.

Neste artigo foi explicado como é feito o cálculo da perda de carga para trechos que passam por uma mudança de diâmetros.