COEFICIENTE DE ATRITO EM DUTOS CIRCULARES

UNIVERSIDADE ESTADUAL DO OESTE DO PARANÁ - UNIOESTE[pic 1]

CECE - CENTRO DE ENGENHARIAS E CIÊNCIAS EXATAS

CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA

DISCIPLINA: LABORATÓRIO DE ENGENHARIA QUÍMICA I

        

COEFICIENTE DE ATRITO EM DUTOS CIRCULARES

23 DE JUNHO DE 2016

TOLEDO- PARANÁ

UNIVERSIDADE ESTADUAL DO OESTE DO PARANÁ – UNIOESTE [pic 2]

CECE - CENTRO DE ENGENHARIAS E CIÊNCIAS EXATAS

BRUNA LETICIA CHIQUETI

BRUNA THAIS STUANI

MONIQUE GABRIELY VANZIN DA SILVA

NATÁLIA BIANQUINI DA CRUZ

Trabalho entregue a Prof.Me. Thiago Reinehr como avaliação da disciplina de Laboratório de engenharia químicado curso de Engenharia Química da Universidade Estadual do Oeste do Paraná – Campus Toledo.

23 DE JUNHO DE 2016

TOLEDO- PARANÁ

RESUMO

        A prática experimental realizada teve como objetivo a determinação da perda de carga, ou também conhecido como coeficiente de atrito em uma tubulação circular, em várias vazões. O sistema experimental é composto por um duto com três válvulas, ligadas a um manômetro diferencial. A partir de diferentes vazões, eram abertas duas válvulas por vez, e coletados os dados da diferença da altura no manômetro para posteriormente determinar o coeficiente de atrito do duto. As vazões utilizadas para a análise experimental foram determinadas a partir do tempo gasto para encher um reservatório cilíndrico. Após coletados os dados experimentais, plotou-se o gráfico do fator de atrito de Darcy em função do número de Reynolds, determinando desta forma uma relação não linear entre os valores, uma vez que o R2 das curvas é igual a 0,8838 para os pontos 1 e 3, e 0,81275 para os pontos 2 e 3, indicando que maior a distância no escoamento, maior é a perda de carga. O fator de atrito também foi determinado a partir das correlações de Chen, Chen-Shacham e Shacham, e o diagrama de Moody, realizando uma comparação entre seus valores. O fator de atrito de Fanning também foi determinado a partir dos dados experimentais, e relacionando-o com o fator de atrito de Darcy pode-se notar que este é quatro vezes maior do que o de Fanning, devido ao fato de Fanning utilizar o raio hidráulico ao em vez do diâmetro interno como Darcy.

Palavras chave: fator de atrito de Darcy, diagrama de Moody.

Sumário

I.        MATERIAIS E MÉTODOS        9

a.        Materiais        9

b.        Métodos        9

II.        RESULTADOS E DISCUSSÕES        10

Funcionamento do módulo experimental        10

Determinação do volume do reservatório        10

Determinação das vazões volumétricas        11

Determinação da velocidade de escoamento do fluído        13

Determinação do número de Reynolds        13

Determinação do fator de atrito de Darcy        14

Fator de atrito de Darcy entre os pontos 1 e 3.        15

Fator de atrito de Darcy entre os pontos 2 e 3.        16

Construção do gráfico de fator de Darcy em função de Reynolds.        17

Determinação do fator de atrito pelo diagrama de Moody.        19

Determinação do fator de atrito por correlações.        20

Determinação do fator de atrito de Fanning.        23

Determinação do fator de atrito pela equação de Colebrook.        24

III.        CONCLUSÃO        26

IV.        REFERÊNCIAS        27

APÊNDICE A        28

APÊNDICE B        30

1. MATERIAIS E MÉTODOS

1. Materiais

        Os materiais utilizados na realização do experimento foram: tubo de cobre com diâmetro interno igual a 1,5 cm, tanque de PVC concêntrico, réguas, bomba, cronômetro digital, balde e água.

        

1. Métodos

        A água oriunda da caixa d’água utilizada foi bombeada ao longo do tubo de cobre, que contém três tomadas de pressão (P1, P2, P3) igualmente espaçadas. A manipulação das válvulas V1, V2, V3 e V4 possibilitaram a medição da perda de carga entre as tomadas P1 e P3e também entreP2 e P3.

O manômetro de tubo U foi nivelado pela abertura de todas as válvulas (V1, V2, V3 e V4). Após ter obtido o nivelamento, as válvulas foram fechadas e a bomba ligada, possibilitando assim o escoamento da água pelos tubos circulares em uma vazão constante, sendo fixada a menor vazão possível dentro do limite de tolerância do equipamento, que é de 1 kgf/cm2. Assim, a vazão fixada foi de1/4de volta da válvula.