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Calculadora de dimensionamento de tubulação

Informe a vazão de água e uma perda de carga ou velocidade para obter o diâmetro interno necessário, o diâmetro nominal recomendado e sua velocidade e perda de carga reais. Você também pode escolher um diâmetro e conferi-lo. As equações com os números preenchidos estão em Passo a passo do cálculo; as tabelas de dimensões, as constantes e as fontes estão em Base de cálculo, mais abaixo.

Tabela de diâmetros de tubulação (vazão por diâmetro nominal)

As mesmas equações da calculadora acima (Darcy-Weisbach, água a 20 °C, rugosidade padrão de cada tubo): para cada diâmetro, a vazão que dá 300 Pa/m (o padrão da calculadora) e sua velocidade, mais a vazão no limite da prática da ASHRAE (1,2 m/s até 50A (DN 50), 400 Pa/m acima). Rugosidade ε: aço SGP 0,046 mm, cobre 0,0015 mm. Em algumas linhas, como o cobre 50A, a vazão a 300 Pa/m fica acima da vazão no limite da ASHRAE, então use a menor das duas.

DiâmetroDiâm. interno mmVazão a 300 Pa/m L/minMesma vazão m³/hVelocidade m/sVazão no limite da ASHRAE L/minLimite
Aço-carbono SGP (JIS G 3452)
15A16.16.30.380.5214.71.2 m/s
20A21.614.00.840.6426.41.2 m/s
25A27.627.11.630.7643.11.2 m/s
32A35.754.23.250.9072.11.2 m/s
40A41.681.74.901.0097.91.2 m/s
50A52.91559.311.181581.2 m/s
65A67.930218.101.39351400 Pa/m
80A80.747728.621.55555400 Pa/m
90A93.269941.931.71813400 Pa/m
100A105.396557.911.851 123400 Pa/m
125A130.81 712102.702.121 990400 Pa/m
150A155.22 687161.222.373 122400 Pa/m
Cobre tipo L (ASTM B88)
15A (1/2)13.84.40.270.4910.81.2 m/s
20A (3/4)19.912.00.720.6422.51.2 m/s
25A (1)26.024.81.490.7838.31.2 m/s
32A (1-1/4)32.143.82.630.9058.41.2 m/s
40A (1-1/2)38.270.04.201.0282.61.2 m/s
50A (2)50.41478.831.231441.2 m/s
65A (2-1/2)62.626315.781.42309400 Pa/m
80A (3)74.842325.391.61496400 Pa/m
100A (4)99.289853.881.941 053400 Pa/m

Escolha o menor diâmetro cuja vazão listada seja igual ou maior que a sua vazão de projeto. Para outras temperaturas da água, tubos ou vazões, use a calculadora acima.

Base de cálculo

A perda de carga vem da equação de Darcy-Weisbach com o fator de atrito de Colebrook, ou da fórmula de Hazen-Williams. Dimensionar pela perda de carga ou pela velocidade resulta em um diâmetro interno necessário; escolhe-se o menor diâmetro da tabela com pelo menos esse diâmetro interno e recalcula-se com o diâmetro interno real.

ItemEquaçãoObservações · base
Perda de carga (Darcy-Weisbach)R = Δp/L = (f / D) · ρV²/2R em Pa/m, D o diâmetro interno em m, ρ em kg/m³, V em m/s. A equação geral para qualquer fluido e temperatura
Fator de atrito (Colebrook)1/√f = −2 log₁₀( ε/(3,7 D) + 2,51/(Re √f) )Re ≥ 2300. Mesmo método de solução da calculadora de dutos (iterado a partir da estimativa de Haaland). A faixa de transição de 2300 a 4000 também o usa, o que superestima a perda
Fator de atrito (laminar)f = 64 / ReRe < 2300 (Hagen-Poiseuille); indicado como laminar no resultado
Hazen-Williams (SI)h/L = 10,67 Q^1,852 / (C^1,852 D^4,8704), R = ρ g h/LQ em m³/s, D em m, h a perda de carga em m. Um ajuste empírico para água em escoamento turbulento perto da temperatura ambiente: ignora a viscosidade (temperatura) e o escoamento laminar. Comum em água de consumo e combate a incêndio
Número de Reynolds, velocidadeRe = V·D / ν, V = Q / (πD²/4)ν = μ/ρ. O dimensionamento pela velocidade usa D = √(4Q / (πV))
Escolha do diâmetrodiâmetro interno = diâmetro externo − 2 × parede ≥ DO menor diâmetro que atende a isso é recomendado e recalculado com o diâmetro interno real. O diâmetro seguinte também é mostrado
Unidades de pressão1 kPa/100m = 10 Pa/m, 1 mmCA = 9,80665 PaA mesma convenção do conversor de unidades. 300 Pa/m = 30 kPa/100m = 30,6 mmCA/m

Tabelas de dimensões de tubos

Dimensões em mm; diâmetro interno = diâmetro externo − 2 × parede. Só constam os diâmetros cujas dimensões puderam ser conferidas em uma fonte. Confira a norma ou a tabela do fabricante antes de comprar.

Aço-carbono SGP (JIS G 3452)

Diâmetro externo e parede do tubo de aço-carbono SGP, JIS G 3452. A tabela foi conferida com os valores da JIS; pode haver pequenas diferenças em relação a tubos Sch 40 de outras normas.

DiâmetroDiâm. externo mmParede mmDiâm. interno mm
15A21.72.816.1
20A27.22.821.6
25A34.03.227.6
32A42.73.535.7
40A48.63.541.6
50A60.53.852.9
65A76.34.267.9
80A89.14.280.7
90A101.64.293.2
100A114.34.5105.3
125A139.84.5130.8
150A165.25.0155.2
175A190.75.3180.1
200A216.35.8204.7
225A241.86.2229.4
250A267.46.6254.2
300A318.56.9304.7
Cobre tipo L (ASTM B88)

Tubo de cobre ASTM B88 tipo L. Dimensões em polegadas (diâmetro externo de 0,625 pol etc.) × 25,4, com a designação nominal em A (1/2 pol = 15A, DN 15).

DiâmetroDiâm. externo mmParede mmDiâm. interno mm
15A (1/2)15.881.0213.84
20A (3/4)22.231.1419.94
25A (1)28.581.2726.04
32A (1-1/4)34.921.432.13
40A (1-1/2)41.281.5238.23
50A (2)53.981.7850.42
65A (2-1/2)66.682.0362.61
80A (3)79.382.2974.8
100A (4)104.782.7999.19
Cobre tipo M (ASTM B88)

Tubo de cobre ASTM B88 tipo M (mesmo diâmetro externo do tipo L, parede mais fina).

DiâmetroDiâm. externo mmParede mmDiâm. interno mm
15A (1/2)15.880.7114.45
20A (3/4)22.230.8120.6
25A (1)28.580.8926.8
32A (1-1/4)34.921.0732.79
40A (1-1/2)41.281.2538.78
50A (2)53.981.4751.03
65A (2-1/2)66.681.6563.37
80A (3)79.381.8375.72
100A (4)104.782.4199.95
Aço inox Sch 10S (JIS G 3459)

Tubo de aço inox JIS G 3459, Sch 10S. O 90A (DN 90) foi omitido por não ter podido ser conferido.

DiâmetroDiâm. externo mmParede mmDiâm. interno mm
15A21.72.117.5
20A27.22.123.0
25A34.02.828.4
32A42.72.837.1
40A48.62.843.0
50A60.52.854.9
65A76.33.070.3
80A89.13.083.1
100A114.33.0108.3
125A139.83.4133.0
150A165.23.4158.4
200A216.34.0208.3
250A267.44.0259.4
300A318.54.5309.5

Rugosidade ε (Darcy-Weisbach)

Valores dos materiais do diagrama de fator de atrito de Moody de 1944, convertidos para mm. A rugosidade aumenta com a idade e a qualidade da água, então informe outros valores em Personalizada.

Materialε (mm)Valor de Moody
Aço comercial0.0460.00015 ft
Aço galvanizado0.150.0005 ft
Tubo trefilado (cobre, latão)0.00150.000005 ft

Coeficiente C (Hazen-Williams)

O capítulo Pipe Sizing do ASHRAE Handbook Fundamentals dá 150 para plástico e cobre, 140 para aço novo e 100 ou menos para tubos muito corroídos ou muito rugosos. A NFPA 13 (sprinklers) estabelece 120 para aço em sistema de tubo molhado e 150 para cobre, aço inox e CPVC. Um C menor dá uma perda maior.

TuboCFonte
Aço 120 (NFPA 13)120NFPA 13 (aço, tubo molhado)
Aço novo 140 (ASHRAE)140ASHRAE (aço novo)
Aço corroído 100 (ASHRAE)100ASHRAE (corroído ou rugoso), NFPA 13 (aço, tubo seco)
Cobre, inox, plástico 150150ASHRAE (plástico, cobre), NFPA 13 (cobre, inox, CPVC)

Propriedades da água (101,325 kPa)

Massa específica pela IAPWS-95 e viscosidade pela formulação IAPWS 2008. A calculadora interpola uma tabela de 5 em 5 °C (de 5 a 95 °C) sobre as quatro linhas mais próximas; o erro entre linhas fica dentro de 0,02%.

Temperatura °CMassa específica ρ kg/m³Viscosidade μ mPa·sViscosidade cinemática ν m²/s
5999.9671.51821.518 × 10⁻⁶
10999.7021.30591.306 × 10⁻⁶
15999.1031.13761.139 × 10⁻⁶
20998.2071.00161.003 × 10⁻⁶
30995.6490.79728.007 × 10⁻⁷
40992.2160.65276.579 × 10⁻⁷
50988.0350.54655.531 × 10⁻⁷
60983.1960.46604.740 × 10⁻⁷
70977.7650.40364.127 × 10⁻⁷
80971.7900.35403.643 × 10⁻⁷
90965.3100.31423.255 × 10⁻⁷
95961.8880.29713.089 × 10⁻⁷

Escolha da velocidade e da perda de carga

O capítulo Pipe Sizing do ASHRAE Handbook Fundamentals descreve a prática comum de HVAC como 1,2 m/s ou menos para tubos de 50A (DN 50) e menores e 400 Pa/m ou menos para tubos maiores. Algumas referências (Carrier 1960) acrescentam nunca mais de 4,6 m/s. A calculadora confere o diâmetro recomendado e o seguinte com esses valores.

Os limites de ruído e erosão dependem do material do tubo, das horas de operação por ano e do ar ou das partículas na água. Veja esse capítulo e os dados do fabricante para os números.

O padrão de 300 Pa/m é um exemplo dentro de 400 Pa/m. Vá mais baixo para reduzir a altura manométrica da bomba, mais alto para reduzir o diâmetro do tubo.

Exemplo resolvido

Vazão de 100 L/min, água a 20 °C, aço SGP (ε 0,046 mm), perda de carga de 300 Pa/m, Darcy-Weisbach: Q = 1,667 × 10⁻³ m³/s, diâmetro interno necessário de 44,87 mm → recomendado 50A (DN 50; diâmetro interno de 52,9 mm): V = 0,758 m/s, Re = 39.979, f = 0,0245, R = 132,8 Pa/m (13,3 kPa/100m, 13,5 mmCA/m). Diâmetro seguinte, 65A: V = 0,460 m/s, R = 39,0 Pa/m.

Com Hazen-Williams e C = 120, o diâmetro interno necessário é de 47,30 mm e o 50A dá R = 173,9 Pa/m, cerca de 30% a mais que por Darcy para o mesmo tubo. O resultado depende muito do C escolhido.

Fontes

Perguntas frequentes

Que limite de velocidade vale para tubulações de água gelada?

O ASHRAE Handbook Fundamentals (capítulo Pipe Sizing) cita como prática comum 1,2 m/s ou menos para tubos de até 50A (DN 50) e 400 Pa/m ou menos para tubos maiores, e a Carrier (1960) recomenda nunca exceder 4,6 m/s. Esta calculadora confere o diâmetro recomendado com esses valores.

Como encontro o diâmetro do tubo a partir da vazão?

Escolha uma perda de carga (por exemplo, 300 Pa/m) ou uma velocidade, encontre o diâmetro interno necessário e adote o menor diâmetro nominal igual ou acima dele. Exemplo: 100 L/min de água a 20 °C em aço SGP a 300 Pa/m exige 44,87 mm, então 50A (DN 50; 52,9 mm de diâmetro interno, 0,758 m/s, 132,8 Pa/m).

Como as designações em A correspondem aos tubos de cobre?

15A (DN 15) corresponde ao tubo de cobre de 1/2 pol, 20A a 3/4 pol e 25A a 1 pol. O diâmetro externo e a espessura da parede diferem, então o diâmetro interno e a vazão admissível diferem conforme o tipo de tubo; confira cada um na tabela acima.

Última atualização em 2026-10-12.