ATPS Fenomenos de transporte: Propriedades dos fluidos

ATPS

FENOMENOS DE TRANSPORTE

ETAPA 01

Aula-tema: Propriedades dos fluidos

A câmara da Eclusa de Barra Bonita tem o formato de um paralelepípedo com 145 m de comprimento e 12 m de largura. Para a transposição é necessário que a cota na parte baixa do rio esteja em 435,50 m, garantindo a profundidade média de 3,0 m, na parte baixa do rio, o que impede encalhe da embarcação e, a cota de 461,00 m, no reservatório da represa. Conforme mostrado nos detalhes dos cortes da câmara da Eclusa. Pede-se determinar o valor de massa de água quando a câmara da Eclusa esta totalmente cheia e o valor do peso específico da água em N/m3. A grande dimensão do reservatório da represa mantém a temperatura média da água em torno de 20°C, independente da época do ano. Por isso, para efeito de cálculos considere que a massa específica da água é igual a 0,998 g/cm3. Adotar a aceleração da gravidade igual a 9,81 m/s.

Cálculos da Etapa 1.

Volume01 H=25,5m x L=12m x C=145m = 44.370m3Volume 02 H=3m x L = 9m x C=145m = 3.915m3Volume 03 H= 3mx L=1,5m x 145m = 652,5m3 |

Soma áreas = Volume 01 + Volume 02 + Volume 03 = 48.937,5 m3 |

ρ=m/vM=?ρ=0,998g = 998 kg/m3V= 48.937,5 m3M=ρ xVM= 998kg/ m3 X 48.937,5 m3M=48.839,625 Kg | γ=ρ x gγ= 998 kg/ m3 X 9,81m/s²γ= 9.790,38 N/m³ |

ETAPA 02

Aula-tema: Propriedades dos fluidos

Quando a embarcação deseja subir para o trecho mais alto do rio, a comporta tipo Vagão é aberta a fim de permitir a entrada da embarcação na câmara. Neste momento, é fechada a válvula II e aberta a válvula I, garantindo que ocorra o enchimento da câmara da Eclusa. Sabe-se que os processos de enchimento e esvaziamento da câmara são feitos por gravidade. A água que está ao longo do reservatório da represa vem através de duas tubulações de 1500 mm de diâmetro, que fazem ligação do nível superior da barragem com o nível inferior da eclusa, e vice-versa. Pormedida de segurança, durante o processo de enchimento da câmara, aconselha-se que a velocidade média nas tubulações do reservatório da represa não deve passar de 14 m/s.

Para realizá-la, é importante seguir os passos descritos. Caso a embarcação se encontre no nível inferior do rio a válvula I é aberta e fechada a válvula II, quando o nível da câmara estiver no mesmo nível do rio, é fechada a válvula Ie aberta a comporta tipo vagão (abertura vertical).

Tubulação de 1500 mm.

1500 mm = 1,5m

Área de admissãoA= π x R²A= π x 1,5² x 2A= 3.534 m² | Q= V x AQ= 14 m/s x 3.534Q= 49,48m³/s |

ETAPA 03

Aula-tema: Estática dos fluidos

Foi colocada uma régua graduada na parede da câmara da eclusa a fim de verificar o comportamento da pressão no piso da câmara durante o enchimento, como é mostrado na figura abaixo. Deseja-se saber as cotas registradas e suas respectivas pressões em Pa, a cada 3 minutos do início da operação de enchimento. Lembre-se que para efeito de cálculo de pressão no piso da câmara deverá ser considerada a contribuição das duas tubulações.

Tempo 3 minutos1/s 49,48180 s xV= 8.906,4 m³ |

Quando a câmara atinge o mesmo nível de água do reservatório da represa é aberta uma comporta do tipo Mitra que permite a passagem da embarcação. Deseja-se saber qual é a vazão de enchimento da câmara e quanto tempo é gasto, em minutos neste processo de transposição?

Cálculos da Etapa