Hidráulica

O roteiro como a instituição entrega

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Orientações da atividade:

A entrega desta atividade equivale à 40% da nota.

Sua entrega consiste em um arquivo de extensão “pdf” contendo:

A – Enunciado e Apresentação dos Resultados obtidos nas práticas de laboratórios sugeridas no roteiro de estudo da disciplina;

A atividade solicitada refere-se à realização de dois experimentos de laboratórios de hidráulica sugeridos nos roteiros de estudo, nos níveis dos abordados em aula e nas atividades práticas.

A entrega será um arquivo único, composto pelos títulos os laboratório e objetivos indicados na apresentação do laboratório e resoluções dos experimentos podem ser realizados em folha separada e colada como imagem de texto para posterior transformação em pdf. Só serão aceitas entregas em pdf.

I. Resolução dos Experimentos Sugeridos:

1. Perda de Carga Distribuída (30 pontos)

O Laboratório 01 – Perda de Carga Distribuída será utilizado para determinar a perda de carga distribuída na tubulação. A partir da realização do experimento você será capaz de informar:

A - Diferença de pressão;

Valor observado no manômetro tipo U;

Os valores podem ser ampliados abrindo a janela pop up (botão esquerdo do mouse):

Anote a leitura obtida no manômetro tipo U, lembre-se que os dados obtidos no equi- pamento está em mm.c.a.

Utilize a equação da hidrostática:

O manômetro fornece a diferença de pressão entre os pontos analisados no experi-

mento (∆p).

B - Vazão do experimento;

Leitura do Rotâmetro – A leitura do equipamento está em L/h, lembrando que para os cálculos é necessário utilizar a vazão em m³/s;

Ajuste a vazão para 2500 l/h.

C - Diâmetro da tubulação analisada;

As tubulações do experimento que podem ser utilizadas são:

Linha 1 - tubulação de PVC 32 mm;

Linha 2 - tubulação de PVC 25 mm;

Linha 3 – tubulação de cobre 28mm;

Linha 4 – tubulação de acrílico 25 mm.

Realize o experimento na linha 02.

D - Velocidade do escoamento;

Conforme visto em mecânica dos fluidos a velocidade pode ser obtida a partir dos dados de vazão e área da seção transversal da tubulação:

A Não esqueça de conferir as unidades!

Vazão (m³/s);

E – Perda de Carga Unitária.

Perda de Carga Unitária é a perda de energia por metro de tubulação, importante lem- brar que quando a tubulação muda o diâmetro ou o material, a perda de carga por metro também é alterada.

Pode –se obter a partir da equação universal da perda de carga ou da análise direta do gradiente de pressão.

Estas equações estão na aula 01 de hidráulica.

Perda de Carga Unitária ℎf

Determine este valor e reserve os dados para aplicação na figura esquemática do item II.

2. Perda de Carga Localizada (30 pontos)

Laboratório 2 – Perda de carga localizada será utilizado para obter as perdas de cargas nos dispositivos que foram utilizados na figura do abastecimento re- sidencial da figura, que consta no item II.

A – Diferença de pressão no dispositivo Valores observados diretamente no manômetro digital:

Importante observar que o manômetro apresenta os valores em cm.c.a., é ne- cessário transformar este valor em N/m² Anote a leitura obtida no manômetro eletrônico, lembre-se que os dados obtidos no equipamento está em cm.c.a..

Utilize a equação da hidrostática :

O manômetro fornece a diferença de pressão entre os pontos analisados no experi-

mento (∆p).

B - Vazão do experimento;

Leitura do Rotâmetro – A leitura do equipamento está em L/h, lembrando que para os cálculos é necessário utilizar a vazão em m³/s;

Ajuste a vazão para 2500 l/h.

C – Dispositivos analisados;

Os dispositivos para este experimento estão nas linhas:

Linha 5 - Tubo de Venturi e um placa de orifício;

Linha 6 – Válvula gaveta, filtro, válvula esfera, contração e uma expansão;

Linha 7 – Curva 90º, curva 45º, joelho 90º curva de transposição, joelho 45º;

Realize o experimento nas linhas 06 e 07, utilizando o manômetro digital para verificar cada dispositivo.

No laboratório é possível identificar cada etapa do processo para alterar a posição do manômetro digital, sendo necessário desligar a bomba para cada uma das substitui- ções.

D - Velocidade do escoamento;

Conforme visto em mecânica dos fluidos a velocidade pode ser obtida a partir dos dados de vazão e área da seção transversal da tubulação:

A Não esqueça de conferir as unidades!

Vazão (m³/s);

Para fins de cálculo, considere que todos os equipamentos estão com a vazão identifi- cada no rotâmetro e o diâmetro dos equipamentos é 25mm.

E – Perda de Carga Localizada.

Perda de Carga Localizada é a perda de energia ocasionada pela mudança no vetor velocidade, seja pela direção, sentido ou intensidade, como o próprio nome diz, refere-se a perda de cada dispositivo encontrado na tubulação.

Pode –se obter a partir da equação relacionando o coeficiente de cada dispo- sitivo (ks) juntamente a carga cinética da tubulação.

Estas equações estão na aula 01 de hidráulica.

Perda de Carga localizada pode ser obtida pela equação:

γ Determine os valores de cada dispositivo identificado na instalação observada na imagem do item II.

II. Instalação abastecimento reservatório Residencial (40 pontos) Após obter os valores de perda de cara unitária e os valores das perdas de carga localizadas nas bancadas de experimento, analise o esquema da tubulação utilizada para abastecimento residencial, a seguir:

2 3 1 – Redução ou Ampliação;

1 2 – Válvula Esfera;

3 – Curva 90º;

1,5m 4 – Joelho 90º .

6 m 7,5m 3 4 1,5m 2 1 8 m Bomba Hidráulica Verifique qual a pressão necessária da bomba para vencer a perda de carga total do sistema e diferença de elevação do reservatório superior.

Considerações:

• Despreze as perdas localizadas na entrada/saida 1;
• Considere a mesma vazão do experimento e o mesmo diâmetro;

_- Considere a pressão na linha d’água do reservatório igual a 0, despreze_as_cargas_ciné- ticas deste ponto;

• Utilize os valores de perda de carga unitária e perdas de carga localizada obtidas nos experimentos.
• Utilize a equação da energia para determinar o solicitado no enunciado.

Lembre-se que hp é a perda total do escoamento, obtida pela equação:

Os experimentos de laboratório indicados a seguir, deverão ser resolvidos e inclu- ídos no trabalho. A inclusão pode ser realizada digitada diretamente no word, fo- tografada e incluída como imagem ou inserida como anexo no pdf, contanto que a entrega resulte em apenas um arquivo em pdf.