O que é perda de atrito?
A perda de atrito no tubo é uma medição ou cálculo da perda de fluxo ou pressão devido à interação do fluido com as paredes do tubo. Essas perdas precisam ser determinadas para os sistemas de tubulação, porque as bombas devem ser especificadas com energia suficiente para superar perdas e fornecer taxas de fluxo adequadas. A perda de atrito varia de acordo com os materiais do tubo, o comprimento e a vazão do líquido ou a velocidade.
Os sistemas de tubulação consistem em seções retas ou curvas de tubo, conexões, válvulas e outros acessórios. À medida que um sistema aumenta em comprimento e complexidade, os fluidos que passam por ele interagem com as paredes do tubo e vários acessórios, criando arrasto. Quantidades excessivas de arrasto acabarão causando uma perda de fluxo no cliente ou destino, se não for superado pela energia de bombeamento adicionada.
Os materiais usados nos tubos variam amplamente, de ferro fundido a plásticos, e cada tipo tem uma rugosidade particular nas paredes interiores. Os fabricantes de tubos emitem tabelas que mostram o atrito esperadoPerda por comprimento do tubo para diferentes materiais e diâmetros de tubo, com o diâmetro medindo a distância na área interna do tubo. Um fator de rugosidade medido ou estimado é usado ao calcular a perda de atrito, com tubo de ferro inacabado com um fator de rugosidade mais alto que o tubo de plástico liso.
As tabelas de perda de atrito mostram valores de pés de cabeça de água por 100 pés de tubo (o valor é o mesmo em metros) porque a capacidade da bomba e os requisitos de energia são normalmente dimensionados em pés de água. Esse valor estima quantos pés verticais uma bomba pode empurrar a água com um determinado tamanho do motor, o que permite que os designers relacionem a energia da bomba diretamente com um sistema de tubulação. O efeito da perda de atrito aumenta com o comprimento do sistema e o número de acessórios e seções curvas, e só pode ser reduzido usando tubos mais suaves, mas não pode ser eliminado.As perdas também aumentam como a velocidade, oA velocidade r, do fluido aumenta no tubo. Aumentar a pressão do sistema é uma solução melhor do que aumentar as taxas de fluxo, e é por isso que os sistemas de água municipais usam torres de água elevadas. Manter uma oferta de água em um tanque elevado não apenas fornece água extra por períodos de alta demanda, mas também mantém uma pressão mais constante para superar as perdas do sistema.
A perda de atrito é importante em todos os sistemas de tubulação comercial, porque um arrasto mais alto é igual aos custos de bombeamento mais altos. Existem algumas aplicações em que a capacidade de bombeamento adequada é fundamental, como o combate a incêndio. Um caminhão de bombeamento de incêndio deve fornecer grandes quantidades de água através de seções longas de mangueira, geralmente para os pisos superiores de um edifício. À medida que a demanda por água aumenta, o caminhão da bomba deve fornecer pressão adequada nos bicos para manter a capacidade de combate a incêndio. Bicos de mangueira são projetados como tubos longos e finos, porque isso converte a pressão da mangueira em alto fluxo no bico sem a necessidade de altas velocidades nomangueira. O ar também é um fluido, e a perda de atrito ocorre nos sistemas de aquecimento e ar condicionado à medida que o ar se move através dos dutos que se conectam a várias salas. Os designers do sistema usam cálculos de perda de atrito para determinar a energia do ventilador necessária para o fluxo de ar adequado nos edifícios. O dimensionamento inadequado de ventiladores e dutos pode resultar em um fluxo de ar ruim em algumas áreas de uma casa ou edifício, ou aquecimento ou resfriamento inadequado em andares mais altos de um edifício de vários andares.