Escoamento de fluídos não newtonianos

8 2 Revisão Bibliográfica
2.2 Balanço de energia mecânica
Na seleção de um sistema de bombeamento é preciso determinar
a potência requerida para vencer o atrito e movimentar um fluido ao
longo de uma tubulação. Essa avaliação realiza-se empregando a equação
de balanço de energia mecânica. O desenvolvimento detalhado das
equações de continuidade, conservação de energia e balanço de quantidade
de movimento é apresentado em Bird et al. (2002).
A equação do balanço de energia mecânica com as considerações
de regime estacionário; fluido isotérmico, homogêneo, incompressível e
de uma fase é dada por
p1
ρ
u1 ¯ 2
+ + g z1 +W =
α1
p2
ρ
u2 ¯ 2
+ + g z2 +∑F (2.6)
α2
onde cada termo da Equação 2.6 representa a variação da energia por
unidade de masa
u2 ¯ 2
α2
p2 − p1
ρ = Variação de energia de pressão por unidade de
u1 ¯ 2
− α1
massa
= Variação de energia cinética por unidade de
massa
g(z2 − z1) = Variação de energia potencial por unidade de
massa
W = Trabalho de eixo por unidade de massa
∑F = Perdas por atrito por unidade de massa
onde p é a pressão, ρ é a massa específica, ū é a velocidade média na
tubulação, α é o fator de correção da energia cinética, g é a aceleração
da gravidade, z é a altura, W é o trabalho de eixo requerido para o caso
de uma bomba e ∑F é a somatória das perdas geradas pelo atrito entre
o fluido e a tubulação reta (FD) e as ocasionadas pelo fluido ao escoar
através de um acessório (FL). Os subscritos um e dois referem-se aos
pontos entre os quais é calculada a potência requerida do sistema.
Outras perdas de carga, que devem ser consideradas, são de equipamentos
como medidores de vazão, filtros e trocadores de calor. O