ATPS: Fenômenos de Transportes

ENGENHARIA ELÉTRICA

Disciplina: Fenômenos de Transportes

Atividade: ATPS

RESUMO

Este trabalho tem o objetivo de aplicar e exemplificar cálculos, como volume, vazão, pressão, massa, peso específico, numero de Reynolds. entre outros, que serão usados para projetar um aquário

Aprenderemos um pouco mais sobre as transformações da água, o uso do sal para alterar viscosidade, escoamento entre outros.

Etapa 1

Passo 1

Determinar a geometria do tanque principal, com capacidade de 50L (0,05m³) de água, quando completamente cheio.

CONVERTER: 50L em m³

L x 10-3

50L x 10-3 = 0,05m³ de água.

Medidas do tanque principal:

h: 0,25m

L1: 0,5m

L2: 0,4m

Determinar a geometria do tanque auxiliar, com capacidade de 3L (0,003m³) de água, quando completamente cheio.

CONVERTER: 3L em m³

3L x 10-3

3L x 10-3 = 0,003m³ de água.

Medidas do tanque auxiliar:

h: 0,25m

L1: 0,1m

L2: 0,12m

Geometria do tubo, com capacidade de 375ml (0,000375m³) de água, quando completamente cheio.

Área do tubo:

Pi x R² => 3,14159 x 0,05² = 2,5 x 10-3 m²

Capacidade do tubo:

2,5 x 10-3 m² x 0,15m = 3,75 x 10 -4 m³ de água.

Medidas do tubo:

Diâmetro: 0,1m

Comprimento: 0,15m

Passo 2

Volume total de água:

Tanque principal: 0,05m³

Tanque auxiliar: 0,003m³

tubo: 0,000375m³

Total de 0,053375m³

Determinar massa e peso específico da água com tanque completamente cheio. Considerar massa específica da água igual a 0,998g/cm³ e aceleração da gravidade igual a 9,81m/s.

Quantidade de agua com tanques e tubo cheios.

Massa da água:

m = d . v m: massa d: densidade v: volume

m = 0,998 g/cm³ x 0,053375 m³

m= 53,268 Kg.

Peso específico da água:

Peso = m x g

Peso= 53,268Kg x 9,81m/s

Peso= 522,559 N

Passo 3

Viscosidade da água:

A água em escoamento reage à tensão de cisalhamento, sofrendo uma deformação angular que é proporcional a essa tensão. Coeficiente de viscosidade, viscosidade dinâmica, viscosidade absoluta ou somente viscosidade, é a constante de proporcionalidade definida como a razão entre essa tensão de cisalhamento e o gradiente de velocidade.

Se olharmos a tabela abaixo veremos que conforme a temperatura abaixa, a viscosidade aumenta chegando ao ponto de fusão que é de 0º C, e conforme aumentamos a temperatura a viscosidade diminui até chegar ao ponto de ebulição que é de 100º C.

Temperatura - q (°C) | Viscosidade dinâmica - m (10-3 N.s/m2) | Viscosidade cinemática - n (10-6m2/s) |

0 (gelo) | - | - |

0(água) | 1,781 | 1,785 |

5 | 1,518 | 1,519 |

10 | 1,307 | 1,308 |

20 | 1,002 | 1,003 |

30 | 0,798 | 0,801 |

40 | 0,653 | 0,658 |

50 | 0,547 | 0,553 |

60 | 0,466 | 0,474 |

70 | 0,404 | 0,413 |

80 | 0,354 | 0,364 |

90 | 0,315 | 0,326 |

100 | 0,282 | 0,294 |

Dados retirado do site http://www.dec.ufcg.edu.br/saneamento/Agua02.html

Sal na água:

O sal desempenha papel na circulação do sangue dos peixes, baixando a pressão osmótica, se há bactérias oportunistas elas perdem espaço para o sal e não conseguem se proliferar, usam para combater doenças em peixes, como o temido ictio, também é usado como desinfetante natural. Para atingir a salinidade igual à da água marinha devemos usar o sal sintético próprio para isso. O sal deve ser de boa qualidade, livre de nitritos e fosfatos e de fácil e rápida dissolução. A densidade ideal para aquários marinhos é de 1,020 a 1,024 g/l e para saber a densidade da água é usado densímetro ou um refratômetro que é mais preciso.

A finalidade da bomba é movimentar a água para que ocorra a troca de oxigênio entre ela e a atmosfera, renovando o oxigênio da água. O que renova o oxigênio da água é a movimentação da superfície. O ideal é que esta bomba tenha fluxo de pelo menos 10 vezes o volume do aquário em litros por hora.

Passo 4

Layout do projeto com tanque principal e auxiliar, tubo, bomba, resistência e termostato.

Funcionamento do aquário.

O tanque principal está ligado com o tanque auxiliar por um tubo, na parte inferior dos tanques. No tanque auxiliar está ligado uma resistência onde a água é aquecida e controlada por um termostato que está no tanque principal e normalmente regulado entre 21ºC a 27ºC . Uma bomba faz a circulação da água tanto para mistura da água aquecida no tanque auxiliar, como para oxigenação que deve ser de no minimo 10 ciclos