Mecânica dos Fluidos

O roteiro como a instituição entrega

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ATIVIDADE PRÁTICA DE MECÂNICA DOS FLUIDOS

Instruções: Esta atividade prática é individual, pois necessita do número do seu RU para desenvolvê-la. Fique atento aos dados que dependem dele (RU). Dados inseridos incorretamente resultarão na perda de nota da questão.

Ao final desta atividade, você deverá gerar um pdf da sua resolução e postá-la em Trabalhos para correção. Gere um único documento contendo toda sua resolução.

EXPERIMENTO PARA DETERMINAÇÃO

DA PERDA DE CARGA DISTRIBUÍDA EM TUBULAÇÕES

Este experimento tem por objetivo determinar a perda de carga distribuída em tubulações. Essa é uma informação muito importante no projeto de sistemas envolvendo dutos e tubulações. Trabalhamos com este assunto na Aula 4 tema 4.

Assista o vídeo na Aula 7 onde a professora Francielly mostra o passo a passo para realização deste experimento e para o cálculo analítico da perda de carga distribuída.

As tubulações que podem ser analisadas são as quatro primeiras, sendo elas respectivamente: Tubo de PVC de 32 mm, PVC de 25 mm, Cobre de 28 mm e Acrílico de 22 mm, como mostra a imagem abaixo:

Você analisará a tubulação corresponde ao seu último número do RU, através da seguinte tabela:

Para o cálculo da perda de carga, você considerará a vazão corresponde ao seu penúltimo número do RU, através da seguinte tabela:

Você deverá apresentar a imagem com a conexão conforme sua tubulação, com a respectiva vazão e pressão. Veja um exemplo abaixo considerando uma vazão de 1500 L/h medida no rotâmetro e a tubulação de Acrílico conectada ao manômetro:

Observe na imagem acima a respectiva pressão medida no manômetro. Esta é a perda de carga distribuída na tubulação que estamos interessados. Seu respectivo valor é 2*36 = 72 mmca. Este valor é explicado no vídeo.

Calcule a perda de carga distribuída (maiores) conforme a explicação em vídeo, onde será necessário determinar o número de Reynolds, dado por:

onde é a viscosidade cinemática da água e corresponde a 1,003.10-6 m²/s a 20 °C e a velocidade é obtida por:

Sendo que a vazão é obtida no rotâmetro do experimento (conforme seu RU) e deve ser transformada para m³/s e a área é a da seção transversal da tubulação conforme a destinada para o seu RU.

Calculado o número de Reynolds, se o escoamento for laminar, ou seja, para , o fator de atrito é determinado aplicando a Equação 13 trabalhada na Aula 4 tema 4, ou seja, através da seguinte equação:

Para escoamento turbulento, ou seja, o fator de atrito pode ser determinado utilizando a equação 14 apresentada na Aula 4 tema 4, ou seja, através da seguinte equação:

Considere mm para tubos de PVC, mm para tubos de cobre e (liso) para tubo de acrílico. Observe que a rugosidade está em mm, logo, a rugosidade relativa pode ser obtida utilizando ambos termos em mm.

Com o fator de atrito, , determine a perda de carga distribuída, por:

Compare este resultado com o valor da pressão fornecida no manômetro U.

Você deverá entregar para correção as seguintes informações:

Figura do experimento com a bancada mostrando o valor da pressão no manômetro U e a vazão mostrada no rotâmetro, semelhante a segunda figura apresentada neste roteiro só que com os parâmetros conforme seu RU (Valor 50 pontos):
Cálculo da velocidade do escoamento pela Equação 2 (Valor 10 pontos):

Cálculo do número de Reynolds pela Equação 1 (Valor 10 pontos):

Obtenção do fator de atrito, através da Equação 3 para escoamento laminar ou através da Equação 4 para escoamento turbulento. Apresente o resultado utilizando a tabela em excel ou planilha google. (Valor 10 pontos):

Cálculo da perda de carga distribuída através da Equação 4 (Valor 10 pontos):

Apresente o resultado calculado e o resultado apresentado na bancada para comparação e mostre o erro entre ambos resultados (Valor 10 pontos):

Você deverá entregar para correção este roteiro preenchido considerando os dados conforme seu RU e seus respectivos cálculos.

Poste sua atividade prática na área Trabalhos através de um único documento em pdf.