Calcular vazão, velocidade ou diâmetro interno →
A área que interessa é a de passagem
Para uma seção circular cheia, A = π·DI²/4. Aqui DI é o diâmetro interno efetivo, em metros, e v é a velocidade média na seção, em metros por segundo. Com essas unidades, Q sai em m³/s. Multiplique por 3.600 para obter m³/h ou por 1.000 para obter L/s. O perfil de velocidade pode variar dentro do tubo; a fórmula emprega a média volumétrica, não a velocidade máxima no centro.
A designação DN ou NPS identifica um tamanho nominal; não deve ser inserida automaticamente como DI. Em tubos de mesmo diâmetro externo, uma parede mais espessa reduz a área disponível. Revestimentos internos, incrustação ou corrosão podem exigir outras verificações da seção efetiva. Para uma geometria circular uniforme, o DI pode ser calculado por DE − 2t, usando dimensões conferidas.
Tabela calculada, sem indicar velocidade recomendada
Os valores de 1 e 2 m/s abaixo são entradas didáticas. Não são limites universais para água, óleo, vapor ou outros fluidos e não substituem critérios do processo. Cada linha foi obtida diretamente da área interna, sem reproduzir tabelas de catálogo.
| DI (mm) | Área interna (mm²) | Q a 1 m/s (m³/h) | Q a 2 m/s (m³/h) |
|---|---|---|---|
| 25 | 490,87 | 1,767 | 3,534 |
| 50 | 1.963,50 | 7,069 | 14,137 |
| 80 | 5.026,55 | 18,096 | 36,191 |
| 100 | 7.853,98 | 28,274 | 56,549 |
| 150 | 17.671,46 | 63,617 | 127,235 |
Exemplo: 30 m³/h em dois diâmetros
Para Q = 30 m³/h, primeiro divida por 3.600: Q = 0,008333… m³/s. Com DI = 100 mm, a área é 0,00785398… m² e v = Q/A ≈ 1,061 m/s. Mantendo a mesma vazão e reduzindo DI para 80 mm, a velocidade passa a aproximadamente 1,658 m/s.
A relação ajuda a identificar erros de ordem de grandeza: dobrar o diâmetro interno quadruplica a área e, para a mesma vazão, reduz a velocidade a um quarto. Dobrar a vazão em uma seção fixa dobra a velocidade. A perda de carga, porém, não segue apenas essa proporção; depende também de comprimento, rugosidade, propriedades do fluido, regime de escoamento e acessórios.
O que informar antes de selecionar a tubulação
Informe fluido, vazão nas condições de operação, temperatura, pressão, diâmetro e espessura, extensão da linha e singularidades. A relação geométrica não determina sozinha a bitola adequada, a potência de bombeamento ou a pressão admissível.
Para gases, uma vazão normalizada não deve ser colocada diretamente nesta conta para obter a velocidade local. Primeiro converta para a pressão e temperatura da seção, como explicado no guia de ar comprimido. Linhas parcialmente cheias e escoamentos multifásicos também precisam de modelos próprios.
Fontes e critérios
Consulta técnica e redação própria da GDL. As tabelas de exemplos foram calculadas para este guia.