Método do coeficiente de resistência – Método K
O método coeficiente de resistência (ou K-método, ou método de cabeça em excesso) permite que o utilizador para descrever a perda de pressão através de um cotovelo ou um encaixe por um número adimensional – K . Esse número adimensional (K) pode ser incorporado à equação de Darcy-Weisbach de maneira muito semelhante ao método de comprimento equivalente. Em vez de dados de comprimento equivalente, neste caso, o número sem dimensão (K) é usado para caracterizar o acessório sem vinculá-lo às propriedades do tubo.
O valor K representa o múltiplo de cabeçotes de velocidade que serão perdidos pelo fluido que passa pelo acessório. A equação para o cálculo da perda de pressão do elemento hidráulico é, portanto:
Portanto, a equação para o cálculo da perda de pressão de todo o sistema hidráulico é:
O valor K pode ser caracterizado para vários regimes de fluxo (isto é, de acordo com o número de Reynolds ) e isso faz com que seja mais preciso que o método de comprimento equivalente.
Existem vários outros métodos para calcular a perda de pressão para conexões, esses métodos são mais sofisticados e também mais precisos :
- Método 2K . O método 2K é uma técnica desenvolvida por Hooper BW para prever a perda de carga em um cotovelo, válvula ou T. O método 2K aprimora o método do excesso de cabeça, caracterizando a alteração na perda de pressão devido à variação do número de Reynolds . O método 2-K é vantajoso em relação a outro método, especialmente na região de fluxo laminar .
- Método 3K . O método 3K (de Ron Darby em 1999) melhora ainda mais a precisão do cálculo da perda de pressão, caracterizando também a mudança nas proporções geométricas de um acessório conforme o tamanho muda. Isso torna o método 3K particularmente preciso para um sistema com acessórios grandes .
Resumo:
- A perda de carga do sistema hidráulico é dividida em duas categorias principais :
- Perda de Cabeça Maior – devido ao atrito em tubos retos
- Menor perda de carga – devido a componentes como válvulas, curvas…
- Uma forma especial da equação de Darcy pode ser usada para calcular pequenas perdas .
- As perdas menores são aproximadamente proporcional ao quadrado da taxa de fluxo e, portanto, eles podem ser facilmente integrados na equação de Darcy-Weisbach através de coeficiente de resistência K .
- Como uma perda de pressão local, a aceleração do fluido em um canal aquecido também pode ser considerada.
Existem os seguintes métodos:
- Método de comprimento equivalente
- Método K (método coeficiente de resistência)
- Método 2K
- Método 3K
Por que a perda de cabeça é muito importante?
Como pode ser visto na figura, a perda de carga é a principal característica de qualquer sistema hidráulico. Nos sistemas em que uma certa vazão deve ser mantida (por exemplo, para fornecer refrigeração ou transferência de calor suficiente a partir do núcleo do reator ), o equilíbrio da perda de carga e da carga adicionada por uma bomba determina a vazão através do sistema.
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