ATPS - Fenomenos de Transporte

Sumário

• Etapa 1

• Passo 1 – Geometria dos tanques
• Passo 2 – Dados para os cálculos
• Passo 3 – Pesquisa de utilização de sal nos aquários
• Passo 4 – Relatório parcial Etapa 1

• Etapa 2

• Passo 1 - Cálculo de coluna de pressão nos tanques
• Passo 2 – Cálculo de vazão e tempo no enchimento dos tanques  
• Passo 3 – Cálculo do número de Reinolds
• Passo 4 – Relatório parcial Etapa 2

• Etapa 3

• Passo 1 – Pesquisa sobre a Equação de Bernoulli
• Passo 2 – Cálculo de pressão na entrada do tanque
• Passo 3 – Cálculo de energia térmica no tubo
• Passo 4 – Relatório parcial Etapa 3

• Etapa 4

• Passo 1 – Pesquisa sobre resistências térmicas
• Passo 2 – Cálculo de transferência de calor dos tanques
• Passo 3 – Relação de materiais,tempo e partes da ATPS
• Passo 4 – Apresentação do trabalho em Power Point

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Etapa 1

• Passo 1

[pic 1]

[pic 2]

        

Geometria dos tanques e tubo

Tanque Principal

• Altura ----------------------------132cm
• Diâmetro -------------------------22cm

 h = 3,14 x 121 x 132  =>  50000 = 50L = 0.050m³[pic 3]

Tanque Auxiliar

• Altura -----------------------------39 cm
• Diâmetro -------------------------10 cm

h = 3,14 x 25 x 39 = 3000 = 3L= 0.003 m³[pic 4]

Tubo de Transferência

• Comprimento ---------------------15 cm
• Diâmetro --------------------------10 cm

• Passo 2

• Massa específica da água ---------------------------------------------------------- 0,998g/cm3
• Aceleração da gravidade ----------------------------------------------------------- 9,81m/s2 
• Volume do tanque principal ------------------------------------------------------- 0,05cm3 
• Volume do tanque auxiliar -------------------------------------------------------- 0,003cm3
• Diâmetro do tubo ------------------------------------------------------------------- 10cm
• Comprimento do tubo  ------------------------------------------------------------- 15cm

• Passo 3

O sal é um dos medicamentos mais antigos para os peixes. Ao adicionarmos sal culinário em água de aquário vai aumentar a resistência dos peixes. O sal estimula de viscosidade superfície do corpo, repelindo as bactérias nocivas e parcialmente os parasitas. De modo que o sal dificulta a produção de bactérias na água.

• Passo 4: Relatório Parcial

Através de aulas e cálculos foram dimensionados  o volume dos  tanques principal e auxiliar .

Cálculos de volume dos tanques, coluna de água para medir a pressão no fundo do tanque.

Cálculos envolvendo viscosidade e massa específica da água.

A importância do sal na utilização em aquários de modo a aumentar a viscosidade em torno do peixe.

Etapa 2

• Passo 1

Medição da pressão no fundo do tanque principal

• P = pressão
• me = massa especifica = 0,000998 kg m³

• h = altura = 132 cm

• g = aceleração da gravidade = 9,81 m/s
• P = me x h x g
• P = 0,0000998 x 0.132 x 9,81
• P = 31,3 x10-5  Pa

Medição da pressão no fundo do tanque auxiliar

• P = pressão
• me = massa especifica = 0,000998 kg m³
• h = altura = 0,039 m
• g = aceleração da gravidade = 9,81 m/s
• P = me x h x g
• P = 0,0000998 x 0.039 x 9,81
• P = 3,8 x10-5  Pa

• Passo 2

Calculando a vazão de enchimento

• Q = vazão
• v = velocidade = 2 m/s
• A = área = 2π r²
• Q = v x A
• Q = 2 x(π x 0,05²)
• Q = 0,0157 m³/s

Calculando o tempo de enchimento

• t = tempo
• Q = vazão = 15,7 x 10-3 m³/s
• V = volume = 0,050 m³
• t = V÷ Q = 0,050 m3 ÷ 0.0157m3/s  => Tempo = 3.18 s

• Passo 3

Calculando o número de Reinolds – Escoamento laminar

• Re = número de Reynolds
• p = massa especifica da água = 0,000998 kg/m³
• v = velocidade média = 2 m/s
• D = diâmetro do tubo = 0,01 m
• µ = viscosidade dinâmica da água = 1,030 x 10-4kgFs/m²
• Re = p x v x D ÷ µ
• Re = ((0,998 x10-4 x 2 x 0,01) ÷ 1,030 x10 -4) => Número de Reinolds = 0.0193

• Passo 4 – Relatório Parcial 

Com base nos cálculos aplicados nesta etapa podemos definir a pressão no fundo dos tanques, encontramos a vazão e o tempo de enchimento, e a definição dos números de Reynolds, assim pode-se dizer que o escoamento para a tubulação é laminar.

Etapa 3

• Passo 1

A Equação de Bernoulli é utilizada para, entre outras aplicações em hidráulica, quantificar velocidades de escoamentos estacionários de descarga de reservatórios, estimar a velocidade de uma escoamento através de uma restrição à sua passagem e medir velocidades de escoamentos e os correspondentes caudais. A aplicação da Equação de Bernoulli está portanto presente quer nas operações de previsão feitas pelo Engenheiro, quer nas correspondentes operações de verificação e experimentação em geral. A Equação de Bernoulli traduz o princípio de conservação de energia numa mesma linha de corrente num escoamento suposto estacionário,com massa volúmica constante, invíscido, sujeito adicionalmente a forças volúmicas de origem gravítica.