Nos projetos hidráulicos de irrigação são contabilizadas as perdas de carga totais, que seriam as perdas contínuas ou principais e as localizadas, objetivando maximizar a uniformidade de distribuição de água, caracterizando um conjunto motobomba adequado ao sistema de irrigação e com isso, minimizando os custos anuais e de implantação do projeto. Com o uso da informática, problemas de cálculos complexos são resolvidos com muita facilidade; desta forma pode-se aplicar modelos mais complexo para calculo da perda de carga nos sistemas de irrigação, resultando em valores mais próximos da realidade, com maiores riquezas de detalhes. A perda de carga representa a dissipação de energia da água em forma de calor, ao longo da tubulação, decorrente da resistência ao escoamento oferecida pela viscosidade do fluido e pela inércia das partículas. É variável de acordo com o tamanho das rugosidades da parede do tubo, diâmetro da tubulação e com a velocidade da água. A indústria de plásticos e seus derivados, com o auxilio da engenharia, tem aprimorado a qualidade dos materiais destinados à fabricação dos tubos, principalmente de polietileno. A utilização de tubos fabricados de matérias plásticos, de menor custo, destinados à irrigação tem aumentado nos últimos anos. A flexibilidade desses tubos traz como consequência o aumento do diâmetro interno com o aumento da pressão, fato este já observado em pesquisa e que não são levados em consideração pelos equacionamentos matemáticos utilizados para determinação da perda de carga. O presente trabalho propõe um modelo onde leva em consideração o módulo de elasticidade (E) do tubo para determinar a alteração do diâmetro em tubos elásticos provocada pela pressão, afetando assim a determinação da perda de carga contínua. Conhecer detalhadamente a causa da perda de energia, com intuito de cada vez mais otimizar a energia gasta por área irrigada no cenário brasileiro, passa a ser de fundamental importância. O Modelo Elástico proposto associado à Equação Universal, apresentou índice de desempenho médio de 0,9 sendo considerado com uma estimativa muito boa da realidade. / Total head losses are accounted in the irrigation hydraulic projects, that would be the continuous losses and the local head losses, aiming to maximize the uniformity of water distribution, characterizing an adequate pump set to the irrigation system e thus, minimizing the project implantation and annual costs. With informatics support, complex calculation problems are solved with ease, therefore it is possible to apply more complex models for head loss calculation in the irrigation system, resulting in values closer to the reality, with greater details. The head loss represents the water energy dissipation as heat, along the piping, due to the resistance to the flow offered by the fluid viscosity and by the particles inertia. It is variable according to the size of the rugosities of the pipe wall, piping diameter and the water velocity. plastic industry and its derivates, with engineering support, have improved the quality of the materials for the pipe manufacturing, mainly polyethylene. The usage of plastic material pipes for irrigation, of lowest cost, has risen in the latest years. The flexibility of these pipes leads to the internal diameter increase with pressure increase, fact already observed in research and that are not taken into account by mathematics equating used to determine the head loss. This paper proposes a model where it takes into account the elastic module (E) of the pipe to determine the diameter alteration in elastic pipes due to the pressure, affecting the determination of continuous head loss. Elastic Module proposed associated to Universal Equation, showed average performance rate of 0,9% being considered a extremely good estimative of reality.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:08:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissert_Glydianne.pdf: 2012971 bytes, checksum: 9ff5c7d76d98c33ed2140632388bede0 (MD5) Previous issue date: 2011-09-09 / The oil companies in the area in general are looking for new technologies that can increase the recovery factor of oil contained in reservoirs. These investments are mainly aimed at reducing the costs of projects which are high. Steam injection is one of these special methods of recovery in which steam is injected into the reservoir in order to reduce the viscosity of the oil and make it more mobile. The process assisted gravity drainage steam (SAGD) using steam injection in its mechanism, as well as two parallel horizontal wells. In this process steam is injected through the horizontal injection well, then a vapor chamber is formed by heating the oil in the reservoir and, by the action of gravitational forces, this oil is drained down to where the production well. This study aims to analyze the influence of pressure drop and heat along the injection well in the SAGD process. Numerical simulations were performed using the thermal simulator STARS of CMG (Computer Modeling Group). The parameters studied were the thermal conductivity of the formation, the flow of steam injection, the inner diameter of the column, the steam quality and temperature. A factorial design was used to verify the influence of the parameters studied in the recovery factor. We also analyzed different injection flow rates for the model with pressure drop and no pressure drop, as well as different maximum flow rates of oil production. Finally, we performed an economic analysis of the two models in order to check the profitability of the projects studied. The results showed that the pressure drop in injection well have a significant influence on the SAGD process. / As empresas da ?rea de petr?leo em geral est?o ? procura de novas tecnologias que possam elevar o fator de recupera??o do ?leo contido em seus reservat?rios. Esses investimentos t?m como principal objetivo reduzir os custos dos projetos de produ??o de petr?leo, que s?o elevados. A inje??o de vapor representa um desses m?todos especiais de recupera??o, em que vapor ? injetado no reservat?rio com o objetivo de reduzir a viscosidade do ?leo e torn?-lo mais m?vel. O processo de drenagem gravitacional assistida por vapor (SAGD) utiliza a inje??o de vapor em seu mecanismo, assim como dois po?os horizontais paralelos. Neste processo o vapor ? injetado atrav?s do po?o injetor horizontal, em seguida uma c?mara de vapor ? formada no reservat?rio aquecendo o ?leo e, pela a??o das for?as gravitacionais, este ?leo ? drenado para baixo onde se encontra o po?o produtor. O presente trabalho tem como objetivo analisar a influ?ncia da perda de carga e calor ao longo do po?o injetor no processo SAGD. Foram realizadas simula??es num?ricas atrav?s do simulador t?rmico STARS da CMG (Computer Modelling Group). Os par?metros estudados foram ? condutividade t?rmica da forma??o, a vaz?o de inje??o de vapor, o di?metro interno da coluna, o t?tulo do vapor e a temperatura. Um planejamento fatorial foi utilizado para verificar a influ?ncia dos par?metros estudados no fator de recupera??o. Foram tamb?m analisadas diferentes vaz?es de inje??o para o modelo com perda de carga e sem perda de carga, assim como diferentes vaz?es m?ximas de produ??o de ?leo. Finalmente, foi realizada uma an?lise econ?mica dos dois modelos com a finalidade de analisar a rentabilidade dos projetos estudados. Os resultados mostraram que as perdas de carga no po?o injetor t?m uma influ?ncia significativa no processo SAGD.

[pt] O presente trabalho analisa a transferência de calor e a perda de carga em escoamento turbulento através das regiões anulares lisas e aletadas. Os coeficientes de transferência de calor foram obtidos experimentalmente, utilizando-se a teoria de trocadores de calor. Também foram determinados os coeficientes de perda de carga associados a cada uma das geometrias analisadas. Os experimentos foram realizados em um trocador de calor bi-tubular concêntrico. Água (fluído quente) escoava através do tubo interno, enquanto ar (fluido frio) fluía através da região anular. Medindo-se as vazões e temperaturas na entrada e saída da seção de teste do trocador de calor, obtém-se a efetividade da mesma e, consequentemente, o coeficiente global de transferência de calor (médio). As condições de contorno adotadas foram de temperatura uniforme na superfície externa do tubo interno e de isolamento térmico na superfície externa do tubo interno e de isolamento térmico na superfície externa da região anular. Com o objetivo de obter-se condições de escoamento completamente desenvolvido, o trocador de calor possui um comprimento, a montante da seção de testes, de aproximadamente trinta diâmetros hidráulicos. Os coeficientes de transferência de calor e de perda de carga são apresentados de forma adimensional, como função do número de Reynolds do escoamento, os resultados obtidos para as regiões anulares lisas e aletadas são comparados entre si. O propósito de tal comparação foi o de estudar a influencia das aletas na perda de carga e na taxa de transferência de calor. No caso das regiões aletadas, verifica-se que a eficiência das aletas influencia a transferência de calor. Deste modo, realizou-se uma análise bi-dimensional de transferência de calor nas aletas para obter-se a eficiência das mesmas e, consequentemente, a eficiência das regiões aletadas. Também é mostrado que o desempenho térmico da região depende principalmente do número de Nusselt e da eficiência da mesma. Tais parâmetros são apresentados, em última análise, como funções do número de Reynolds e da geometria do problema. / [en] The present work is concerned with the turbulent heat transfer and pressure drop in smooth and finned annular ducts. Average heat transfer coeeficients have been obtained by means of the heat exchanger theory. In addition, friction factors have also been determined. The experiments were performed by utiling four double-pipe heat exchangers. The average heat transfer coefficients, for air flowing in the annular section, were fertmined by measuring the overall heat transfer coefficients of the heat exchangers. In order to aatain fully developed conditions, the heat exchangers had a starting length of 30 hydrualic diameters. The thermal boundary conditions consisted of uniform temperature on the inner surface, the outer surface being insulate. The heat transfer coefficients and friction factors are presented in dimensinless forms, as functions of the Reynolds number of the fow. The results for smooth and finned annular ducts were compared. The purpose of such comparison was to study the influence of the fins on the pressure drop and heat transfer rate. In the case of the finned annular ducts, it is shown that fin efficiency has some influence on the heat transfer rates. Then a two-dimensional heat transfer analysis was performed in order to obtain the fin efficiency and the annular region efficiency. It is also shown that the overall thermal performance of finned surfaces depends mainly of the Nusselt number and on the region efficiency. These parameters are presented as functiond of the Reynolds number of the flow and the geometry of the problem.

O dimensionamento hidráulico de sistemas de irrigação requer a quantificação da perda distribuída de carga ao longo da tubulação, sendo que este parâmetro depende de características do escoamento e da tubulação. A rugosidade da superfície interna de tubos e um parâmetro importante nas estimativas de perda de carga, entretanto os valores tabelados de rugosidade foram obtidos ha muito tempo e podem não refletir com precisão a rugosidade da parede interna dos tubos comerciais atuais. Alterações no material e nos processos de fabricação dos tubos, associados a ausência de dados atualizados de rugosidade, podem implicar em estimativas incorretas de perda de carga. Supõe-se que a rugosidade média da superfície de tubos comerciais utilizados em irrigação pode ser determinada em laboratório utilizando rugosimetro de bancada, desde que os parâmetros de amplitude das irregularidades da superfície do tubo sejam conhecidos. O presente estudo visou estabelecer os parâmetros e procedimentos para a representação da rugosidade da superfície de tubos plásticos para irrigação mediante utilização de um rugosimetro de bancada. A avaliação consistiu da determinação dos parâmetros de rugosidade Ra, Rc, Rq, Ry, Rt e Pcu em 25 corpos de prova por diâmetro para PVC e 20 corpos de prova por diâmetro de polietileno estudado, com medições feitas na direção longitudinal e transversal do tubo, totalizando 400 medições de perfil. Foram realizadas estimativas de perda de carga pela equação de Darcy-Weisbach, com fator de atrito (f) calculado a partir da equação de Swamee. A rugosidade da superfície interna de tubos de PVC e PEBDL utilizados em irrigação foi determinada satisfatoriamente utilizando rugosimetro de bancada. Evidenciou-se diferença significativa dos parâmetros de rugosidade (Ra, Rq, Rc e Ry) entre os diâmetros nominais dos tubos de PEBDL, e portanto, entende-se que a adoção de valores de rugosidade específicos para cada diâmetro contribui para a qualidade das estimativas de perda de carga. Os parâmetros Rc e Ra destacaram-se como a melhor opção para representar a rugosidade de tubos de PVC e PEBDL, respectivamente. A rugosidade média para tubos de PVC e PEBDL foi de 4,431 ?m e 3,143 ?m, respectivamente. / The friction head loss along pipelines is required to the hydraulic design of irrigation systems and that parameter relies on the flow conditions and pipe\'s characteristics. The internal surface roughness of pipes is an essential parameter to estimate head losses. However, the reference values of roughness were obtained long ago and may not represent properly the surface roughness of the current materials. Changes in material and manufacturing processes of pipes combined to outdated data may result in wrong values of head loss. Rugosimeters are measuring instruments that can be used to determine the surface roughness of irrigation pipes, but there is a challenge to select the proper parameter to represent the roughness of each surface. The best choice depends on several aspects and must be studied according to each situation. This study aims to define a protocol for determining the internal surface roughness of polyethylene and PVC pipes based on the use of a rugosimeter. Since several output parameters can be used to represent the roughness, the best parameters to represent the roughness of each material must be specified. The following output parameters were studied Ra, Rc, Rq, Ry, Rt e Pcu. Twenty-five samples of PVC and twenty samples of polyethylene were assessed, both in longitudinal and transversal directions, thus 400 measurements were accomplished. The Darcy-Weisbach equation was employed to estimate friction head loss and the Swamee equation to the friction head loss coefficient (f). The internal surface roughness of PVC and polyethylene pipes was properly determined by the rugosimeter. The rugosimeter\'s output parameters (Ra, Rq, Rc and Ry) varied according to the diameter of polyethylene pipes, hence a single value of roughness should not be used for different diameters of polyethylene pipes. The Rc and Ra were the best parameters to represent the roughness of PVC and polyethylene pipes, respectively. The mean roughness of the PVC and polyethylene pipes were 4.431 and 3.143 ?m, respectively.

O estudo de redes hidrÃulicas para fins de operaÃÃo ou anÃlise de viabilidade para ampliaÃÃo ou recuperaÃÃo das mesmas à iniciado pela calibraÃÃo, neste contexto, entendida como identificaÃÃo de parÃmetros tais como: fator de atrito, rugosidade e diÃmetro. O MÃtodo Transiente Inverso em conjunto com Algoritmo genÃtico se mostra eficiente nessa tarefa. O referido mÃtodo emprega o MÃtodo das CaracterÃsticas na soluÃÃo das equaÃÃes de movimento para escoamento transiente em tubos de redes e a otimizaÃÃo das soluÃÃes à baseada na Teoria Evolutiva e avaliada por uma funÃÃo objetivo, que neste estudo à o somatÃrio do mÃdulo da diferenÃa entre as cargas medidas e calculadas pelo modelo para cada conjunto de soluÃÃes. Considerando que o objetivo do desenvolvimento de modelos matemÃticos para a calibraÃÃo de redes hipotÃticas à a utilizaÃÃo dos mesmos em redes reais, e que nessas, a coleta de dados de carga està sujeita a erros de mediÃÃo, seja devido a defeitos nos equipamentos seja por condiÃÃes ambiente desfavorÃveis ou outros efeitos aleatÃrios e tendo em vista a relevÃncia dos fatores de atrito nas tubulaÃÃes, pela sua relaÃÃo com perdas de carga que devem ser controladas para um Ãtimo funcionamento de redes, garantindo um abastecimento contÃnuo em quantidade e condiÃÃes de funcionamento adequados, este trabalho propÃe-se a verificar a interferÃncia da presenÃa de erros de mediÃÃo de carga transiente na identificaÃÃo dos fatores de atrito em duas redes hidrÃulicas hipotÃticas. As mesmas sÃo de portes diferentes com relaÃÃo ao nÃmero de anÃis, nÃs e tubos. Ambas sÃo alimentadas por um reservatÃrio cada. As condiÃÃes transientes sÃo atribuÃdas a uma manobra de vÃlvula instalada em um dos nÃs de cada rede. A coleta de dados de carga à restrita a 20% dos nÃs de cada rede, sendo que um deles à o nà onde se encontra a vÃlvula. O tempo de observaÃÃo do transiente hidrÃulico à restrito ao tempo da manobra de vÃlvula, 20s, e ocorre em intervalos de 0,1s, resultando em 200 registros de carga. A condiÃÃo permanente das redes à inicialmente desconhecida o conhecimento acerca da mesma à restrito a carga nos reservatÃrios e demandas nos nÃs, bem como diÃmetros dos tubos, os fatores de atrito sÃo inicialmente estipulados. A determinaÃÃo das condiÃÃes permanente e transiente bem como a identificaÃÃo dos fatores de atrito à realizada com a utilizaÃÃo de um modelo hidrÃulico e geram cargas transientes que sÃo consideradas convencionalmente verdadeiras, essas entÃo recebem incrementos de diversos erros sistemÃticos e aleatÃrios, que geram novas cargas e essas sÃo consideradas coletadas com erros de mediÃÃo. A partir dessas novas cargas sÃo realizadas identificaÃÃes de fatores de atrito, os quais sÃo comparados com os que foram obtidos considerando um caso ideal de cargas sem erros de mediÃÃo. A referida comparaÃÃo à realizada atravÃs do Erro MÃdio Relativo e da FunÃÃo Objetivo Ãtima. Os resultados encontrados demonstram que os erros de mediÃÃo interferem na identificaÃÃo dos fatores de atrito apesar de nÃo ser possÃvel delinear uma relaÃÃo entre os mesmos. / The study of hydraulic networks for operation purposes or viability analysis for extension or renovation of the same is started the calibration in this context understood as identification parameters, such as friction coefficient, surface roughness and diameter. The Transient Inverse Method in conjunction with genetic algorithm is efficient in this task shows. This method employs the method of characteristics in the solution of the equations of motion for transient flow in networks of pipes and the optimization of solutions is based on Evolutionary Theory and evaluated by an objective function, which in this study is the sum of the difference between the module loads measured and calculated by the model for each set of solutions. Whereas the objective of the development of mathematical models for calibration hypothetical networks is their use in real networks, and that these, the collection of payload data is subject to measurement errors, is due to defects in the equipment or by conditions unfavorable environment or other random effects and taking into account the relevance of friction factors in pipelines, by their relationship to head losses that must be controlled to a great operation of networks, ensuring a continuous supply in quantity and appropriate operating conditions, this work is proposed to verify the influence of the presence of transient load measurement errors in the identification of friction factors in two hypothetical hydraulic networks. They are of different sizes with the number of rings, knots and tubes. Both are each fed by a reservoir. The transient conditions are assigned to a valve maneuver installed in one of the nodes of each network. The load data collection is restricted to 20% of the nodes in each network, one of which is the node where the valve is located. The hydraulic transient observation time is restricted to the valve maneuver time, 20s, and occurs at intervals of 0.1s, resulting in 200 charge records. The permanent condition of networks is initially unknown knowledge about the same is restricted to load in the reservoirs and demands on us as well as pipe diameter, the friction factors are initially stipulated. The determination of the permanent and transient conditions and the identification of the friction factors is performed using a hydraulic model and generate transient loads which are conventionally considered true, then these various steps of receiving systematic and random errors, which generate new burdens and these are considered collected with measurement errors. From these new loads are carried IDs friction factors, which are compared with those obtained considering an ideal case with no measurement errors loads. This comparison is performed using the mean relative error and function great goal. The results show that measurement errors in the identification of interfering friction factors although not possible to draw a relationship between them.

O transporte de minério em tubos é feito em larga escala não somente em longas distâncias, (através de minerodutos); como também dentro da mina, seja no trajeto entre a mina e a usina, como no caso de minerais lavrados por desmonte hidráulico, ou entre as operações unitárias dentro da usina de beneficiamento. O projeto dos sistemas de bombeamento de polpas requer o conhecimento das variáveis de escoamento, a perda de carga (ΔP) e a velocidade de deposição (Vd). Discutem-se aqui alguns modelos de predição para tais variáveis. Apesar da irrefutável importância deste tipo de transporte, ainda não há consenso sobre a validade dos modelos existentes. Este trabalho teve como objetivo a análise comparativa dos modelos de velocidade de deposição propostos por Durand e Condolios (1952), Wasp et al. (1977) e Wilson et al. (2006), e os modelos de perda de carga propostos por Durand e Condolios (1952), Wasp et al. (1977) e Newitt et al. (1955) com os resultados de laboratório. A acurácia dos modelos, apesar das limitações de cada um, é crucial para que as variáveis de projeto do sistema de bombeamento sejam estabelecidas por meio do uso desses modelos. A comparação foi baseada em ensaios realizados em três test loops de diâmetros de 2\", 3\" e 4\" com minério de ferro, carbonatito e areia, em concentrações de sólidos de 15%, 30% e 50%. Trabalhando com minérios de diferentes granulometrias, densidades e polpas com concentrações diferentes pudemos analisar a interferência desses parâmetros no escoamento e no uso dos modelos propostos. Os modelos de Vd se mostraram bastante úteis, sendo que o modelo proposto por Durand e Condolios (1952) teve as melhores correlações para todos os materiais estudados. Já os modelos de perda de carga não mostraram correlações aceitáveis com os resultados de laboratório, endossando as indicações de alguns autores, como Chaves (2012) e Abulnaga (2002) que não recomendam o uso de modelos de predição de perda de carga nos cálculos de dimensionamento destes sistemas. Como alternativa, é possível utilizar plantas piloto e ensaios laboratoriais. / Ore transportation in pipes is carried out on a large scale not only at long distances, such as ore pipelines, but also within the mine, or in the path between the mine and the plant, as the case of minerals drawn by hydraulic dismantling, or between operations within the beneficiation plant. The design of the slurry pumping systems requires the knowledge of the flow variables, as the head loss (ΔP) and the deposition velocity (Vd). Some prediction models for such variables are discussed in this dissertation. Despite the irrefutable importance of this type of transportation, there is still no agreement on the validity of the existing models. Their limitations make unfeasible to use them, and much more is necessary to improve in this field. This work aimed to make a comparative analysis of the deposition velocity models proposed by Durand and Condolios (1952), Wasp et al. (1977) and Wilson et al. (2006), and the head loss models proposed by Durand and Condolios (1952), Wasp et al. (1977) and Newitt et al. (1955) with laboratory results. The accuracy of the models, despite the limitations of each one, is crucial if pumping system design variables are established using these models. The comparison was based on laboratory tests performed on three diameter test loops, 2 \", 3\" and 4 \" with iron ore, carbonatite and sand a concentrations of 15%, 30% and 50% in weight solids concentrations. Working with different ore grain sizes and densities ores and pulps with different concentrations we can analyze the interference of these parameters in the flow and in the models use. The Vd models were very useful, and the Durand and Condolios (1952) model showed the best correlations for all ores studied. However, the head loss models did not show acceptable correlations with the laboratory results, endorsing the indications of some authors, such as Chaves (2012) and Abulnaga (2002), who do not recommend the use of prediction models for head loss in these systems sizing. Alternatively, it is possible to use pilot plants and laboratory tests.

A inserção de gotejadores em uma tubulação modifica as linhas de fluxo, provocando turbulência local, que resulta em perdas de carga adicionais maiores que as perdas contínuas na tubulação. Para avaliar a perda total de carga, ao longo da linha lateral de gotejadores, as perdas contínuas e as localizadas, devidas à presença dos emissores no tubo, devem ser consideradas. Este trabalho apresenta os resultados de um experimento conduzido para avaliar as perdas localizadas de carga em gotejadores coaxiais integrados em tubos de polietileno. A perda de carga para diferentes vazões foi determinada em quatro modelos de tubos gotejadores, com sete repetições. Cada segmento de tubo utilizado continha 11 gotejadores. Para cada vazão, a perda localizada de carga foi calculada pela diferença entre a perda de carga no tubo com emissor e a perda de carga continua no tubo uniforme, estimada pela equação de Darcy-Weisbach. Aproximações matemáticas foram sugeridas para calcular a perda de carga com base no coeficiente de carga cinética (K) e em um valor constante de comprimento equivalente (Le). Para cada modelo de tubo gotejador, o coeficiente K foi praticamente independente do número de Reynolds, para R > 10 000, sugerindo que cada gotejador pode ser caracterizado por um valor médio de K, obtido em função de um índice de obstrução. Em decorrência, propôs-se uma alternativa para calcular a perda localizada de carga, provocada por gotejadores coaxiais integrados a tubos de polietileno, em função de relações geométricas entre a área de escoamento através do gotejador e a da seção do tubo. Os resultados encontrados possibilitam concluir que: (a) maior variabilidade dos valores de K ocorreu para os gotejadores não-autocompensados e a maior perda localizada de carga para os autocompesados; (b) o aumento do grau de obstrução (1 - Ag/At) proporcionou o aumento na perda localizada de carga. Considerando a vazão de 20 x 10-5 m3 s-1, nos tubos gotejadores Amanco, observou-se que o aumento de 1,79 vez no grau de obstrução resultou no aumento de 3 vezes na perda localizada de carga; já nos gotejadores Naandan, o aumento de 2,2 vezes no grau de obstrução proporcionou o aumento de 8,9 vezes na perda de carga; (c) a consideração da perda localizada de carga é um critério relevante no dimensionamento de linhas laterais de gotejamento, especialmente quando se utilizam gotejadores autocompensados. A desconsideração da perda localizada de carga levou à superestimativa do comprimento máximo da linha lateral de até 25,7%, para os gotejadores autocompensados, e de 9,5%, para os não-autocompensados; (d) o cálculo da perda localizada de carga, utilizando o modelo potencial para estimar o valor de K em função do índice de obstrução, mostrou bons resultados, comparáveis àqueles obtidos com o valor de K ajustado pelos dados observados em laboratório, o que resultou em pequenas variações na estimativa do comprimento máximo da linha lateral por esses dois procedimentos. Considera-se, assim, que a perda localizada de carga em gotejadores coaxiais, pode ser calculada utilizando-se um coeficiente de carga cinética calculada em função do índice de obstrução. / The insert of the drip in a pipe modifies the flow line, causing local turbulance, which results in more additional head loss than the continued loss in pipes. In order to evaluate the local head loss, along the drip irrigation laterals, the continued and localized loss due the presence of these emitters inside the pipes must be considered. This work shows the results of an experiment carried out to evaluate the local head loss in coaxial drippers integrated to polyethylene pipes. The head loss for different discharges was determined using four drip pipe models, using seven repetitions. Each pipe segment contained 11 drips. For each discharge, the local head loss was calculated by the difference between head loss in the pipe with emitters and the continued head loss in the uniform pipe, estimated by Darcy-Weisbach equation. Mathematical approaches were proposed to calculate the head loss based on the kinetic head coefficient (k) and in a equivalent length of pipe constant value (le). For each drip pipe model, the k coefficient was considered independent from Reynolds number, R >10.000. It can be concluded that each drip can be characterized by an average k, obtained in function from a obstruction index. As a result, it was proposed an alternative to calculate the local head loss caused by coaxial drip integrated to polyethylene pipes, according to geometric relationship between the flow area through the drip and the pipe section. According to the results can be concluded that: (a) the not self-compensated pressure emitters showed more variability in k values and the self-compensated showed greater local head loss; (b) the obstruction index increase (1 ag/at) caused an increase in the total head loss. Considering a discharge 20 x 10 -5 m3 s-1, it was observed in Amanco drip that a 1,79 times increase in obstruction index, resulting in 3 times the head loss and in Naandan drip, it was observed that 2,2 times increase in obstruction index, resulting in 8,9 times the head loss; (c) the head loss is a relevant criterion in the drip laterals design, especially for self-compensated drips. The disregard of the local head loss resulted in a over-estimate of 25,7% in the maximum length lateral, for self-compensated drips, and until 9,5% for not self-compensated drips; (d) the calculation of the local head loss using the potential model to estimate k value, according to the obstruction index, showed good results when comparing to those obtained using k factor adjusted to the observed data in the laboratory. Resulting in few variations in the maximum length lateral estimation for both procedures. It is considered that the local head loss, caused by the integrated drip on drip lateral, can be calculated using kinetic head coefficient according to obstruction index.

A uniformidade de emissão ao longo de uma linha lateral de irrigação localizada em nível, está relacionada com a variação de pressão, ocasionada pela perda de carga durante o escoamento da água no tubo emissor e pela saída de água pelos emissores ao longo da linha lateral. Para calcular o comprimento máximo das linhas laterais, é necessário determinar de forma precisa essa variação de pressão para atender um critério pré-estabelecido de variação de vazão. O objetivo desse trabalho foi desenvolver metodologia para o cálculo da perda de carga em linhas laterais de gotejamento com emissores do tipo bóbi, para tal foram desenvolvidos dois modelos, um usando regressão linear múltipla e outro usando análise dimensional. Ambos tiveram como base equações de perdas de carga contínua no tubo e localizadas nos emissores disponíveis na literatura. As variáveis dessas equações ficaram definidas como variáveis de entrada para os modelos e foram determinadas em laboratório, usando 12 modelos de tubos emissores, com diferentes diâmetros, espaçamentos entre emissores e seções transversais médias dos emissores. Os dois modelos apresentaram ótimo ajuste aos dados observados, com coeficiente de determinação ajustado de 0,977 e 0,99 para os modelos obtidos a partir de regressão linear múltipla e a partir de análise dimensional, respectivamente. O modelo obtido a partir de análise dimensional considera a variação de diâmetro que o tubo sofre com a pressão da água. Ambos os modelos são de fácil uso. / The uniformity of emission along a lateral line of drip irrigation, is related of the pressure variation caused by head losses during the flow in dripline and the water outlet by emitters along the lateral line. To calculate the maximum length of lateral lines, we need to accurately determine the variation of pressure to meet a pre-established criterion of flow variation. The objective of this work was to develop methodology for calculating the head loss in driplines with emitters type \"bóbi\". For this we developed two models, one using multiple linear regression and one using dimensional analysis. Both were based on equations of continuos head losses in the tube and located in the emitters available in the literature. The equations of these variables were defined as input variables for the models and were determined in the laboratory, using 12 models driplines with different diameters, spacing between emitters and emitters of medium cross sections. Both models showed good fit to the data observados with a determination coefficient of 0.977 for the model obtained from multiple linear regression and to 0.99 obtained from dimensional analysis. The model obtained from the dimensional analysis considers the change in diameter than the tube suffers the water pressure. Both models are easy to use.

O procedimento de dimensionamento de uma linha lateral de microirrigação necessita avaliar com precisão as perdas de carga distribuídas na tubulação e as perdas de carga localizadas nas inserções dos emissores com os tubos. Estas perdas localizadas podem ser significativas quando comparadas com as perdas de carga totais, devido ao grande número de emissores instalados ao longo da linha lateral. Este trabalho reporta os resultados de um experimento sobre perda de carga distribuída, fator de atrito e perda de carga localizada em conexões de emissores &#34;on-line&#34; em tubos de polietileno de pequeno diâmetro. Foram utilizados cinco tubos com diâmetros internos de 10,0 mm, 13,0 mm, 16,3 mm, 17,4 mm e 19,7 mm. O experimento foi conduzido para números de Reynolds no intervalo de 5000 a 68000, obtidos pela variação da vazão nos tubos, a uma temperatura média da água de 20 &#177; 2 &#176;C. Os resultados foram analisados e concluiu-se que o fator de atrito f da equação de Darcy-Weisbach pode ser estimado com c = 0,300 e m = 0,25. A equação de Blasius com c = 0,316 e m = 0,25 mostrou-se conservadora na estimativa do fator de atrito, porém esse fato não constitui limitação para sua utilização em projetos de microirrigação. As análises mostraram que as duas equações proporcionam estimativas de f com pequeno desvio médio (5,1%). Para um dado conjunto tubo-conexão o coeficiente de carga cinética (KL) foi praticamente independente do número de Reynolds, para R>20000, sugerindo que cada conjunto tubo-conexão pode ser caracterizado por um valor médio de KL. Para desenvolver um procedimento de estimativa de KL, a geometria da conexão entre o emissor e o tubo foi caracterizada por um índice de obstrução IO, que depende da razão (r) entre a área da seção transversal do tubo, onde o conector está localizado, e a área da seção transversal do tubo fora do conector. Uma função potência foi ajustada aos pares experimentais (IO, KL). A seleção do modelo é consistente com o fenômeno físico uma vez que KL = 0 para r = 1 (nenhuma obstrução dentro do tubo). Para 5000<R68000 a relação foi KL = 1,23 (IO)0,51 com R2 = 0,9556 e erro padrão do ajuste igual a 0,04245. As diferenças entre os valores de KL estimados e observados são normalmente distribuídas. / Microirrigation lateral design procedure needs to accuratel evaluation of both the pipe head losses and the local losses that are due to the protrusion of emitter barbs into the flow. These local losses, in fact (in relation to the high number of emitters located along the line) can become significant compared to the overall energy loss. On this paper, the results of an experimental study on the pipe head losses, friction factor and head local losses for small-diameters polyethylene pipes are reported. The experiment was carried out using a range of Reynolds number between 5000 to 68000, obtained by varying discharge at 20 &#177; 2 &#176;C water temperature, with a internal diameter pipes of 10,0 mm, 13,0 mm, 16,3 mm, 17,4 mm and 19,7 mm. According to the results analysis and experimental conditions the friction factor (f) of the Darcy-Weisbach equation can be estimated with c = 0,300 and m = 0,25. The Blasius equation (c = 0,316 and m = 0,25) gives a conservative estimative of f, although this fact is non restrictive for microirrigationsystem design. The analysis shows that both the Blasius and the adjusted equation parameters allow accurate friction factor estimate, characterized by low mean error (5,1%). For a given pipeconnection system, the fraction KL of kinetic head was practically independent of the Reynolds number, for R>20000, which suggested that each system can be characterized by the mean value of KL. To derive an estimating procedure of KL, the geometry of the connection between the emitter and the pipe was characterized by the obstruction index IO, which is dependent on the ratio (r) between the pipe cross-section area corresponding to the section in which the emitter is located, and the pipe cross-section area. A power relationship was then fitted to the experimental IO, KL data pairs. The selection form of thr relationship is consistent with the physical phenomenon since it estimates KL = 0 for r = 1 (no obstruction into the pipe). For 5000<R<68000 the relationship was KL = 1,23 (IO)0,51 with R2 = 0,9556 and standard fit error equal to 0,04245. The differences between KL observed values and the calculated ones are normally distributed.

Nos projetos hidráulicos de irrigação são contabilizadas as perdas de carga totais, que seriam as perdas contínuas ou principais e as localizadas, objetivando maximizar a uniformidade de distribuição de água, caracterizando um conjunto motobomba adequado ao sistema de irrigação e com isso, minimizando os custos anuais e de implantação do projeto. Com o uso da informática, problemas de cálculos complexos são resolvidos com muita facilidade; desta forma pode-se aplicar modelos mais complexo para calculo da perda de carga nos sistemas de irrigação, resultando em valores mais próximos da realidade, com maiores riquezas de detalhes. A perda de carga representa a dissipação de energia da água em forma de calor, ao longo da tubulação, decorrente da resistência ao escoamento oferecida pela viscosidade do fluido e pela inércia das partículas. É variável de acordo com o tamanho das rugosidades da parede do tubo, diâmetro da tubulação e com a velocidade da água. A indústria de plásticos e seus derivados, com o auxilio da engenharia, tem aprimorado a qualidade dos materiais destinados à fabricação dos tubos, principalmente de polietileno. A utilização de tubos fabricados de matérias plásticos, de menor custo, destinados à irrigação tem aumentado nos últimos anos. A flexibilidade desses tubos traz como consequência o aumento do diâmetro interno com o aumento da pressão, fato este já observado em pesquisa e que não são levados em consideração pelos equacionamentos matemáticos utilizados para determinação da perda de carga. O presente trabalho propõe um modelo onde leva em consideração o módulo de elasticidade (E) do tubo para determinar a alteração do diâmetro em tubos elásticos provocada pela pressão, afetando assim a determinação da perda de carga contínua. Conhecer detalhadamente a causa da perda de energia, com intuito de cada vez mais otimizar a energia gasta por área irrigada no cenário brasileiro, passa a ser de fundamental importância. O Modelo Elástico proposto associado à Equação Universal, apresentou índice de desempenho médio de 0,9 sendo considerado com uma estimativa muito boa da realidade. / Total head losses are accounted in the irrigation hydraulic projects, that would be the continuous losses and the local head losses, aiming to maximize the uniformity of water distribution, characterizing an adequate pump set to the irrigation system e thus, minimizing the project implantation and annual costs. With informatics support, complex calculation problems are solved with ease, therefore it is possible to apply more complex models for head loss calculation in the irrigation system, resulting in values closer to the reality, with greater details. The head loss represents the water energy dissipation as heat, along the piping, due to the resistance to the flow offered by the fluid viscosity and by the particles inertia. It is variable according to the size of the rugosities of the pipe wall, piping diameter and the water velocity. plastic industry and its derivates, with engineering support, have improved the quality of the materials for the pipe manufacturing, mainly polyethylene. The usage of plastic material pipes for irrigation, of lowest cost, has risen in the latest years. The flexibility of these pipes leads to the internal diameter increase with pressure increase, fact already observed in research and that are not taken into account by mathematics equating used to determine the head loss. This paper proposes a model where it takes into account the elastic module (E) of the pipe to determine the diameter alteration in elastic pipes due to the pressure, affecting the determination of continuous head loss. Elastic Module proposed associated to Universal Equation, showed average performance rate of 0,9% being considered a extremely good estimative of reality.