ATPS Mec Flu

 

Figura 1.

Passo 1:

Compressibilidade dos fluidos

Consideremos um corpo fluido aprisionado em um cilindro obturado por um êmbolo, como se ilustra a seguir. Mantendo constantes todas as demais condições físicas (em particular, a temperatura) verifica-se que o volume ocupado depende da pressão exercida.

Seja V o volume ocupado pelo fluido quando submetido a pressão p , e seja V + V volume sob pressão p + p. Quando a pressão aumenta (p > 0) volume diminui (V< 0), e vice-versa. Ensaiando fluidos diversos, ocupando inicialmente volumes iguais, verifica-se que a um mesmo incremento p da pressão correspondem incrementos V do volume que variam grandemente de caso para caso. Ao maior incremento de volume corresponde maior compressibilidade.

Entende-se por coeficiente de compressibilidade de um fluido o incremento de volume por unidade de volume inicial e por unidade do incremento de pressão, em valor absoluto; simbolicamente:

As unidades de medida desta grandeza são os recíprocos das unidades de pressão. O recíproco C do coeficiente de compressibilidade é denominado modulo de compressibilidade (esse conceito é posto em Estática).

Para os líquidos, o coeficiente de compressibilidade pode ser considerado independente da pressão, desde que o intervalo de variação desta não se torne muito amplo; o coeficiente de compressibilidade é da ordem de 10-5 at(-1), o que equivale a afirmar que um incremento de pressão de uma atmosfera técnica determina em um líquido uma diminuição de volume da ordem de 1/100 000 do volume inicial.

Para os gases, o coeficiente de compressibilidade depende das condições nas quais se realiza a compressão; por exemplo, tem-se C = p na transformação isotérmica, e C = (cp/cv).p na transformação adiabática.

Em confronto com os líquidos, gases têm compressibilidade enorme e densidade baixíssima sob pressões moderadas; sob pressões elevadas, essa disparidade tende a desaparecer.

Em Fluidostática entende-se por líquido perfeito o líquido ideal incompressível, e por gás perfeito o gás ideal que obedece à lei de Boyle-Mariotte (adiante vamos detalhar isso).

Nos fluidos incompressíveis, a densidade absoluta independe da pressão; nos fluidos compressíveis, a densidade absoluta aumenta com a pressão.

Exemplo - Em temperatura ordinária a compressibilidade da água sob pressões moderadas é (1/C) = 4,6.10-5 at-1. Medem-se 1000 l de água sob pressão p = 1,0 at. De quanto varia o volume da água quando se comprime até a pressão p' = 5,0 at ?

O volume da água diminui do equivalente a um copo d’água.

Compressibilidade de alguns líquidos

Substância Temperatura Compressibilidade

Ácido sulfúrico 0 3,0 x 10-4

Água 20 4,6 x 10-5

Benzeno 16

20 9,0 x 10-5

7,9 x 10-5

Etanol 20 1,0 x 10-4

Glicerina 15 2,2 x 10-5

Mercúrio 20 3,9 x 10-6

Óleo de olivas 15

20 5,6 x 10-6

6,3 x 10-5

unidades => oC At-1

Passo 2:

Pesquisa realizada no dia 04/04/2014.

Passo 3:

Lista de seringas usadas no projeto.

1 Seringas 5 ml, peso unitário 8,17 gramas.

3 Seringas 10 ml, peso unitário 12,84 ml.

2 Seringas 20 ml, peso unitário 16,95 ml.

2 Seringa 60 ml, peso unitário 44,37 ml.

Passo 4:

Sistemas Fluido-Mecânicos

São equipamentos que tem a função de promover o deslocamento de fluídos, de um ponto a outro de uma instalação, através da extração/adição de energia de/para um fluido de trabalho. Os sistemas fluidomecânicos constituem de máquinas de fluido, e sistemas hidráulicos e pneumáticos. As máquinas, nesta disciplina, são entendidas como transformadores de energia. São constituídas de um motor e um gerador, normalmente acoplados através de um eixo. O motor é acionado por uma certa modalidade de energia, transforma-a em trabalho, que é transmitido, através do eixo, ao gerador. Este, por seu lado, transforma-o na modalidade final de energia desejada. Podemos classificar as máquinas hidráulicas em:

1) Máquinas Motrizes: Transformam a energia hidráulica do fluído em trabalho mecânico, principalmente nos

geradores de energia elétrica. Exemplos: Turbinas - Francis - reação, radiais e helicoidal; - Kaplan - reação, axiais e pás orientadas; - Pelton - ação ou impulsão, de jatos e tangenciais; - Rodas hidráulicas ou roda d'água; 2) Máquinas Geratrizes: Recebem força motriz (trabalho mecânico) geralmente de máquinas motrizes, para fornecer energia de pressão e cinética a um fluído. São inúmeros os equipamentos que tem essa função, por exemplo: compressores de ar, turbo-compressores, ventiladores, bombas, etc. Como iremos estudar o deslocamento fluídos incompressíveis, trabalharemos na descrição e selecionamento de Bombas e Ventiladores, além desses equipamentos serem de grande uso em várias ramos industriais. Outra classificação das máquinas hidráulicas é:

a) Máquinas de fluido: agente fornecedor ou receptor de energia no rotor é um fluído em escoamento através

das fronteiras do volume de controle; são sub-divididas em máquinas de fluxo e máquinas de deslocamento, conforme tabela (1.1) e (1.2).

b) Controles hidráulicos e pneumáticos: fluído confinado transmite força, torque ou potência.

Tabela (1.1) Classificação de máquina de Fluido Máquinas de Fluxo

Fluido de trabalho líquido gás (neutro) vapor (água, freon, etc) gás de combustão Máquinas de Deslocamento: Fluido de trabalho líquido gás (neutro) vapor (freon, amônia, etc) gás de combustão Tabela 1.2: Características Principais

Designação turbina hidráulica e bomba centrífuga ventilador, turbo compressor