Atps Fenomenos de Transporte

FACULDADE ANHANGUERA DE  SÃO JOSÉ DOS CAMPOS[pic 3]

CURSO DE BACHARELADO EM ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO

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 FENÔMENOS DE TRANSPORTE

RESUMO

Na vida profissional de um engenheiro, algumas das variáveis de controle mais importantes num processo produtivo de uma empresa a serem controladas são: o nível de fluidos, sua vazão, viscosidade, pressões etc., ou seja, o estudo de fenômenos de transporte. Todas as empresas, em algum momento em seu processo, envolverão uma dessas variáveis, seja na produção diretamente ou na sua infraestrutura. Assim sendo, enfrentar este desafio os ajudará a agregar competências e conceitos e estarão presentes em seu dia a dia como engenheiro.

Palavras-Chave: controle, fluídos, pressões.

ABSTRACT

In the professional engi - neer of some of the most important control variables in a productive pro- cess of a company to be controlled are: the fluid level, its flow, viscosity , pressure etc. , ie the study of phenomena transport . All businesses at some point in the process , involve a de- these variables , is in dire - ly production and its infrastructure. Therefore, facing this challenge will help to add skills and concepts and will be present in your daily life as an engineer.

Keywords : control, fluids, pressures.

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DESAFIO    

João Paulo e sua família saíram de viagem em uma caminhonete, no sábado às 10h, de sua casa, na cidade de São Paulo, em direção à praia na cidade de Santos. Durante a viagem, João, em virtude dos barulhos de seus filhos Lucas (7 anos) e Matheus (14 anos), não percebeu que a sinalização do sensor de seu tanque de gasolina mostrava que o combustível estava terminando, e só notou o ocorrido quando o carro “gastão” (consome 1 litro de gasolina a cada 8 km rodados) apresentou problemas, e não havia qualquer posto de combustível por perto; portanto, João Paulo não poderia prosseguir sua viagem.

Um grupo de jovens que passava pelo local, com um carro, resolveu parar e fornecer um pouco de combustível para que João conseguisse chegar ao posto mais próximo. Esse grupo possuía um tanque quase cheio de gasolina, que, quando completo, chega a 60 litros.

O grupo teve a seguinte ideia: “Por que não utilizar uma mangueira (que João Paulo possuía em seu porta-malas para lavar o carro) e criar um sistema de bombeamento do carro para uma garrafa PET, e, assim, fornecer a quantidade necessária para que João Paulo consiga chegar até o próximo posto de combustível, localizado a 24 km do local?”.

ETAPA 1

Aula-tema: Definição e Propriedades dos Fluidos.  

PASSO 1

Pesquisar em livros da área as numerosas aplicações da mecânica dos fluidos num automóvel, principalmente quanto aos componentes associados ao transporte de combustível.

           

PASSO 2

Explicar como deve ser iniciado o bombeamento, uma vez que: Matheus sugeriu que a garrafa deve ser colocada no chão (até por uma questão de segurança); João Paulo acredita que a garrafa deve ser colocada no nível do tanque para facilitar o escoamento; e o grupo de jovens acredita que a garrafa deva ser colocada acima do nível do tanque de gasolina, como modo de capturar os vapores do combustível.

Apresentar um esquema para que seja realizado o bombeamento da gasolina para a garrafa de maneira correta e coerente com os princípios físicos.

Nesse caso a garrafa pet tem que ficar em nível mais baixo para que sofra menos com a pressão atmosférica e consequentemente o tanque de combustível ficará em um nível mais alto sofrendo mais com a pressão atmosférica facilitando a transferência da gasolina para a garrafa. A pressão não será suficiente para que o processo de transferência ocorra, então será necessário um processo de sucção da mangueira ou assoprar a boca do tanque para aumentar a pressão dentro do tanque.

PASSO 3

Pesquisar, em livros da área, revistas e jornais ou sites da internet, sobre a densidade e viscosidade da gasolina, e se esses parâmetros se alteram durante o dia. Verificar em que horário é mais vantajoso o abastecimento com esse combustível, baseado em propriedades físicas como densidade e temperatura.

Densidade da gasolina: 0,7g / cm³

A gasolina quanto mais fina, maior sua densidade, então, concluímos que o melhor horário para abastecer o carro e na parte da manhã pois estará mais frio e assim a gasolina estará mais densa ganhando uma certa quantidade em litros.

PASSO 4

Calcular a massa de combustível presente no carro, considerando que o tanque deles está com 80% do volume máximo. Considerar a densidade da gasolina de 750 kg/m3.

Dados:

- Tanque cheio = 60 Litros

- 80% do tanque = 48 Litros → 48/1000 = 0,048m³ (V)

- Densidade da gasolina: 750kg/m³ (ρ)

Formula:

Massa especifica   →       ρ = M/V então   M = ρ x V

Substituindo:

M = 750 x 0,048                M = 36kg

A massa de combustível presente no carro é de 36kg

Calcular também qual o volume em massa de combustível que João Paulo precisará colocar na caminhonete para conseguir chegar ao próximo posto de combustível.

Dados:

- Densidade da gasolina: 750kg/m³ (ρ)

- quantidade de gasolina necessária para chegar ao posto 3 Litros → 3/1000 = 3x10-3

Formula:

Massa especifica   →       ρ = M/V então   M = ρ x V

Substituindo:

M = 750 x 3x10-3                M = 2,25kg

O volume em massa de combustível que João Paulo precisará colocar na caminhonete é de 2,25kg

ETAPA 2

Aula-tema: Estática dos Fluidos. Cinemática dos Fluidos.

PASSO 1

Calcular a pressão no fundo do tanque de combustível do carro, considerando que ainda não houve o bombeamento.