Como reduzir a perda de atrito da tubulação em uma bomba industrial

O que é perda de atrito de tubulação?

A perda de atrito do tubo é inerente à transferência de fluidos e é resultado do movimento do fluido através de uma bomba, sistema de bombeamento e os componentes de tubulação e tubulação. À medida que o fluido se move através do sistema, há atrito que ocorre entre o fluido e as paredes dos componentes da tubulação e do tubo. A viscosidade de um fluido também referida como a “espessura” do fluido, refere-se à facilidade com que um fluido pode fluir e é um fator primário que pode aumentar a perda de atrito do tubo.

À medida que a viscosidade do fluido aumenta, cria mais atrito dentro do tubo. Este atrito é o que é chamado de perda de energia de atrito. Em um fluido altamente viscoso, as moléculas são coesivamente ligadas, o que impacta a capacidade do fluido de fluir facilmente. Esses dois pontos, o fluido entrando em contato com as paredes internas da tubulação, e as moléculas coesivamente ligadas em fluidos altamente viscosos resultam em uma maior quantidade de energia necessária para bombear o fluido através da tubulação.

Outro fator que aumenta a perda de energia de atrito é o acabamento superficial nas paredes internas da tubulação. Quanto mais áspera o acabamento da superfície, maior a perda de energia de atrito. Juntamente com o acabamento da superfície, os encaixes do tubo, válvulas, redutores de tubulação, dobras e outros componentes do tubo também podem aumentar a perda de energia de atrito. À medida que o fluido se move através da tubulação e passa por uma turbulência de encaixe do tubo ocorre; essa turbulência cria ainda mais um aumento na perda de atrito do tubo.

O diâmetro da tubulação é outro fator importante; quanto menor o diâmetro do tubo, maior a proporção da superfície interna do tubo para o fluido. Cada componente de tubulação que é adicionado à tubulação tem o potencial de aumentar a perda de energia do atrito do tubo.

Dois outros fatores muito importantes em relação à perda de energia de atrito da tubulação ao usar uma bomba industrial são a vazão e o comprimento da tubulação. Quanto maior a tubulação e maior a vazão necessária, resultará em um aumento na perda de energia do atrito do tubo. A fórmula a seguir é usada para calcular quão severa é dada a perda de energia de atrito uma taxa de fluxo específica e comprimento do tubo.

Perda de atrito = coeficiente de perda de atrito * taxa de fluxo / 1002

* comprimento da mangueira / 100.

Equação: Perda de atrito = C
(Q/100)


²

*L/100.

Nesta equação, Q é igual à taxa de fluxo, e L é o comprimento da mangueira ou tubo. Você notará que depois que Q é dividido por 100, ele é então quadrado — ou elevado para a segunda potência, o que piora o efeito sobre a perda de energia do fluido.

A seguir, um exemplo para explicar melhor como a taxa de fluxo afeta a perda de energia do atrito do tubo. Se um fluido que se move através de um tubo a uma taxa de 2 pés por segundo e outro fluido se mover através de um tubo com o dobro da velocidade ou 4 pés por segundo. Mesmo que a velocidade de fluxo seja dobrada, o efeito no atrito é muito maior. Isso porque dois elevados para a segunda potência são quatro, enquanto quatro elevados para a segunda potência é 16. Portanto, o impacto no atrito aumenta 8 vezes quando a taxa de fluxo é dobrada.

Voltando à equação para perda de atrito, o valor é multiplicado por “L” que é a variável que representa o comprimento do tubo; quanto maior o comprimento do tubo aumenta a perda de energia de atrito do tubo e mais energia necessária para mover o fluido através da tubulação.

Como a perda de atrito da tubulação pode ser reduzida em uma aplicação de bomba industrial?

Agora que passamos por qual é a perda de atrito da tubulação, podemos nos aprofundar neste assunto e dar uma olhada em como a perda de atrito do gasoduto pode ser reduzida em uma aplicação de bomba industrial. Para esta próxima seção, é importante ter em mente que é melhor levar essas considerações em consideração antes da construção do sistema de bombeamento que é construído em torno da bomba industrial escolhida para a aplicação.

Há várias maneiras de reduzir a quantidade de energia que é perdida. O objetivo da construção de um sistema de bombeamento é maximizar a energia que é transferida da bomba para o fluido, pois o fluido é bombeado através da tubulação. A seguir, uma série de coisas que podem ser feitas para diminuir a quantidade de energia que é perdida para o atrito:

• Encurte o comprimento do tubo para reduzir o valor de L (comprimento) na equação de perda de atrito mencionada na seção anterior deste artigo. Ao fazer isso, você reduzirá a área da superfície que diminuirá a perda de energia.
• Aumentar o diâmetro da tubulação; isso reduzirá a razão de fluido por área total do diâmetro interno do tubo. Isso também reduzirá a perda de energia de atrito.
• Construa o sistema de bombeamento usando menos encaixes e componentes do tubo, se possível. Além disso, use curvas de 45 graus em vez de curvas de 90 graus para que as curvas mais nítidas sejam mais graduais. Isso resultará em menos turbulência causada pelos encaixes da tubulação e reduzirá a perda de energia de atrito.
• Ao selecionar a tubulação certifique-se de que o acabamento da superfície interna é mais suave e evite qualquer acabamento áspero no diâmetro interno do tubo. Isso reduzirá a perda de energia de atrito à medida que o fluido se move contra a parede interna do tubo.

Benefícios da redução da perda de atrito do tubo

Reduzir a perda de atrito da tubulação pode equivaler a bombas industriais usando menos energia para bombear fluidos, o que pode economizar milhares de dólares para uma empresa ao longo do ciclo de vida da bomba. A redução da perda de atrito da tubulação também pode diminuir o estresse que uma bomba industrial sofre em uma aplicação. Isso pode aumentar a vida útil de uma bomba industrial, o que, por sua vez, reduz a necessidade de compra de peças de reposição devido a falhas de estresse, e evita o tempo de inatividade da bomba. A seguir, um resumo dos itens a serem considerados ao construir um sistema de bomba, podendo reduzir drasticamente o potencial de atrito do tubo. Considerando os muitos benefícios da redução da perda de atrito da tubulação, vale o tempo e o esforço para aplicar as seguintes diretrizes.

• Diâmetros mais largos da tubulação
• Tubos mais curtos
• Menos encaixes, tees, válvulas, cotovelos e componentes similares do tubo
• Voltas mais graduais em oposição a cotovelos de 90 graus
• Tubos com paredes mais lisas

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