Hidráulica e elétrica
Calculadora de perda de carga e velocidade (Fair-Whipple-Hsiao)
Informe a vazão de projeto, o diâmetro interno e o comprimento. Devolve a perda de carga e verifica a velocidade contra o limite da NBR 5626.
Calculadora
Limites da ABNT NBR 5626
| Grandeza | Limite |
|---|---|
| Velocidade em qualquer trecho | no máximo 3 m/s |
| Faixa usual em instalação predial | 0,6 a 3 m/s |
| Pressão dinâmica mínima no ponto de utilização | 10 kPa (≈ 1 mca) |
| Pressão dinâmica mínima em válvula de descarga | ≈ 2 mca |
| Pressão estática máxima na tubulação | 400 kPa |
Como o cálculo é feito
As expressões empíricas de Fair-Whipple-Hsiao dão a perda de carga unitária J, em metros de coluna d'água por metro de tubo, com a vazão em L/s e o diâmetro interno em mm:
Tubo liso (PVC, PPR, cobre): J = 8,69 × 10⁵ × Q1,75 × D-4,75
Tubo rugoso (aço galvanizado): J = 20,2 × 10⁵ × Q1,88 × D-4,88
A perda do trecho é J × comprimento. Com 0,3 L/s num PVC de 21,6 mm internos, J = 0,049 mca/m; em 10 m de tubo dão 0,49 mca de perda. Em aço galvanizado, o mesmo trecho perde 0,65 mca — cerca de 33% a mais.
A velocidade sai da área da seção: v = Q ÷ (π × D² ÷ 4). No exemplo, 0,82 m/s. A NBR 5626 não admite passar de 3 m/s em nenhum trecho, por ruído e golpe de aríete; a calculadora avisa quando o resultado estoura o limite, e a saída é aumentar o diâmetro.
Use o diâmetro interno, não o nominal: um tubo soldável de 25 mm tem cerca de 21,6 mm por dentro, e como o diâmetro entra elevado a 4,75, trocar um pelo outro erra a perda em mais de 100%.
O que esta calculadora não faz. Ela trata a perda distribuída; a perda das conexões entra pelo campo de comprimento equivalente, que você tira da tabela do fabricante. A NBR 5626:2020 indica a equação universal como a mais adequada — as expressões empíricas acima são o caminho quando não se tem a rugosidade do fabricante. E nada disso substitui projeto hidráulico com responsável técnico.
Perguntas frequentes
- Qual a velocidade máxima da água na tubulação?
- 3 m/s, pela NBR 5626, em qualquer trecho. Acima disso aparecem ruído e golpe de aríete. A faixa usual de projeto vai de 0,6 a 3 m/s.
- Qual a perda de carga de 10 m de PVC de 25 mm?
- Com 0,3 L/s e 21,6 mm de diâmetro interno, cerca de 0,49 mca — J de 0,049 mca por metro.
- Uso o diâmetro nominal ou o interno?
- O interno, sempre. Um soldável de 25 mm tem cerca de 21,6 mm por dentro, e o diâmetro entra na fórmula elevado a 4,75: usar o nominal subestima muito a perda.
- E as curvas e conexões?
- Entram como comprimento equivalente, que você soma no campo próprio a partir da tabela do fabricante. A fórmula em si só trata a perda ao longo do tubo reto.
- Por que existem duas fórmulas?
- Porque a rugosidade da parede muda a perda. PVC, PPR e cobre são lisos; aço galvanizado é rugoso e perde cerca de um terço a mais na mesma vazão.
- Qual a pressão mínima num ponto de utilização?
- 10 kPa, cerca de 1 mca, pela NBR 5626 — e por volta de 2 mca em válvula de descarga. É por isso que a soma das perdas importa: ela come a pressão disponível.