Calculadora de vazão em tubulações

A análise do escoamento em tubos relaciona a geometria da tubulação, as propriedades do fluido e sua velocidade às grandezas usadas para dimensionar bombas, verificar a capacidade hidráulica e estimar perdas de energia. Esta calculadora considera escoamento permanente de um fluido newtoniano incompressível em um tubo circular, reto e totalmente cheio. Primeiro, converte o diâmetro e a rugosidade de milímetros para metros, mantendo uma base SI consistente. A área da seção é pi vezes o diâmetro ao quadrado dividido por quatro, e a vazão volumétrica é essa área multiplicada pela velocidade média. A vazão exibida é convertida de metros cúbicos por segundo para litros por segundo para facilitar a leitura. O número de Reynolds compara efeitos inerciais e viscosos. Ele é calculado multiplicando densidade, velocidade e diâmetro e dividindo pela viscosidade dinâmica. Valores abaixo de cerca de 2,300 normalmente indicam regime laminar, enquanto valores acima de cerca de 4,000 indicam regime turbulento. O intervalo entre eles é de transição, no qual perturbações, conexões, condições de entrada e imperfeições superficiais podem afetar bastante o comportamento. Reynolds é adimensional e permite comparar sistemas geometricamente semelhantes mesmo com diferentes escalas, fluidos ou velocidades. A perda de pressão é estimada pela equação de Darcy-Weisbach. Ela multiplica o fator de atrito de Darcy pela razão entre comprimento e diâmetro e pela pressão dinâmica. Para regime laminar, a calculadora usa a relação exata do tubo circular: 64 dividido por Reynolds. Para regime turbulento, usa a aproximação explícita de Swamee-Jain, que incorpora Reynolds e rugosidade relativa. Essa aproximação representa bem a equação de Colebrook nas faixas usuais de engenharia, sem solução iterativa. A perda de pressão resultante é mostrada em quilopascais. A rugosidade representa a altura característica das irregularidades da superfície interna, não a variação total do diâmetro. Tubos novos de plástico ou trefilados são muito lisos, enquanto aço comercial, concreto e tubulações antigas podem ser bem mais rugosos. Os valores publicados são estimativas e podem não refletir corrosão, depósitos, juntas, curvas, válvulas ou variações de fabricação. Sistemas reais também apresentam perdas localizadas por conexões e mudanças de seção. Elas não estão incluídas aqui e devem ser acrescentadas separadamente com coeficientes de perda ao projetar uma rede completa. Use os resultados como uma estimativa preliminar de engenharia com método transparente. Confirme as propriedades na temperatura de operação, pois a densidade e, principalmente, a viscosidade podem variar bastante. Para gases, grandes variações de pressão, dutos não circulares, canais abertos, fluidos não newtonianos ou projetos críticos para a segurança, use um modelo adequado às condições e confira sua compatibilidade com as normas aplicáveis e o desempenho medido.