Comparison of equations for the estimation of head loss in polyethylene tube

Abstract

La determinación de la pérdida de carga en proyectos de riego no es utilizada por ser un método de baja practicidad. Para ello, existen ecuaciones que estiman esa variable, basándose en características de las tuberías y del proyecto, tales como material del tubo, diámetro y caudal del sistema. De esta forma, se objetivó evaluar la mejor ecuación para la estimación de la pérdida de carga en tubería de polietileno con diámetro interno de 25 mm, comparando los resultados a la pérdida de carga determinada en manómetro de mercurio. El experimento fue realizado en lo laboratorio de irrigación de la FCAV / Unesp, Jaboticabal en junio de 2017. La estimación de la pérdida de carga fue realizada por la ecuación de Hazen-Williams y de Darcy-Weisbach, siendo que para esa última el factor de fricción (f ) fue estimado por los modelos de Swamee y Jain y de Blasius. Las ecuaciones fueron comparadas con los datos determinados en columna de mercurio en 5 caudales, con valores que varían de 1,55 m3 h-1 a 5,15 m3 h-1. La estimación de la pérdida de carga por el método de Swamee y Jain sobreestimó los valores determinados en la columna de mercurio. Hasta el caudal de 5,15 m3  h-1 el método de Hazen-Williams presentó la menor variación y, consecuentemente, la mayor eficiencia de estimación de pérdida de carga en relación a los valores determinados para la tubería de polietileno de diámetro de 25 mm.A determinação da perda de carga em projetos de irrigação não é utilizada por ser um método de baixa praticidade. Para isso, existem equações que estimam essa variável, embasando-se em características das tubulações e do projeto, tais como material do tubo, diâmetro e vazão do sistema. Dessa forma, objetivou-se avaliar a melhor equação para a estimativa da perda de carga em tubulação de polietileno com diâmetro interno de 25 mm, comparando os resultados à perda de carga determinada em manômetro de mercúrio. O experimento foi realizado no laboratório de irrigação da FCAV/Unesp, Jaboticabal em junho de 2017. A estimativa da perda de carga foi realizada pela equação de Hazen-Williams e de Darcy-Weisbach, sendo que para essa última o fator de atrito (f) foi estimado pelos modelos de Swamee & Jain e de Blasius. As equações foram comparadas com os dados determinados em coluna de mercúrio em 5 vazões, com valores variando de 1,55 m3 h-1 a 5,15 m3 h-1. A estimativa da perda de carga pelo método de Swamee & Jain superestimou os valores determinados na coluna de mercúrio. Até a vazão de 5,15 m3 h-1 o método de Hazen-Williams apresentou a menor variação e, consequentemente, a maior eficiência de estimativa de perda de carga em relação aos valores determinados para a tubulação de polietileno com diâmetro de 25 mm. The determination of the head loss in irrigation projects is not used because it is a low practical method. For this, there are equations that estimate this variable, based on characteristics of the pipes material, diameter and system flow. Thus, the objective of this study was to evaluate the best equation for estimating the head loss in polyethylene tubing with internal diameter of 25 mm, comparing the results to the head loss determined in a mercury manometer. The experiment was carried out in the irrigation laboratory of the FCAV/Unesp, Jaboticabal, in June 2017. The estimation of the head loss was performed by the Hazen-Williams and Darcy-Weisbach equation, with the friction factor (f) estimated by Swamee and Jain and Blasius models. The equations were compared with the data determined in column of mercury in five flows, with values ranging from 1.55 m3 h-1 a 5.15 m3 h-1. The estimation of the head loss by Swamee and Jain method overestimated the values determined in the mercury column. Up to the 5.15 m3 h-1 flow the Hazen-Williams method presented the lowest variation and, consequently, the higher efficiency of estimated of head loss in relation to the values determined for polyethylene tubing with a diameter of 25 mm

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