Introdução e Fundamentação Teórica

Introdução e Fundamentação Teórica

Quando um fluido se desloca no interior de uma tubulação, ocorre atrito deste fluido com as paredes internas desta tubulação; Consequentemente há também, uma turbulência do fluido com ele mesmo; Tal fenômeno faz com que a pressão existente no interior da tubulação diminua gradativamente à medida que o fluido se desloca.

Em um determinado fluido, as paredes das tubulações influenciam no escoamento interno dissipando energia em razão do atrito das partículas. No escoamento interno, as partículas em contato com as paredes, fazem com que adquiram velocidade, isto é, velocidade nula, e passam a influir nas partículas vizinhas. Em relação à perda de carga, existem duas causas distintas, classificadas como: Perda de carga distribuída ou localizada, dependendo do motivo que a causa.

A perda de carga distribuída dos dutos retilíneos, causa uma perda de pressão distribuída ao longo do comprimento do tubo, fazendo com que a pressão total diminua gradativamente ao longo de sua extensão, ocorrendo também ao longo dos trechos retos da tubulação devido ao atrito.

Há vários fatores que influenciam na perda de carga, como o diâmetro e comprimento do tubo, a velocidade, e outras variáveis como rugosidade da parede, o tempo de uso do tubo e viscosidade do fluído. A rugosidade da parede depende do material do tubo bem como do seu estado de conservação, e dentre as propriedades do fluido, a viscosidade é a mais importante na dissipação de energia, além de ser proporcional á perda de carga.

Para calcular e encontrar o valor da velocidade foi utilizado à equação (2), de escoamento do fluido para cada potência aplicada na tubulação. Coletado os dados com suas respectivas potências, utilizamos a fórmula de Reynolds, equação (1), para encontrar seu respectivo valor, este que nos indica se o escoamento é laminar (Re<2000), de transição (2000<Re<2400) ou turbulento (Re>2400). Por fim, para calcular a perda de carga utilizamo-nos da equação de Bernoulli, onde desprezamos a massa específica do fluido e sua velocidade, uma vez que são constantes, mantendo apenas suas pressões iniciais, finais e o peso relativo do fluido, do qual nos fornecerá a equação da perda de carga (equação 4).

Para cálculo do fator de atrito (f), basta apenas analisar o resultado encontrado na fórmula de Reynolds e comparar com o Diagrama de Moody-Rouse (Figura 1), o resultado resulta do ponto de encontro no valor de Reynolds com o contorno apresentado no respectivo diagrama.

"Re =" " v x D" /"υ" (1)

"v = " " Q" /"A" (2)

P_1/γ+〖v_1〗^2/2g+z_1=P_2/γ+〖v_2〗^2/2g+z_2 (3)

〖Hp〗_(1,2) " = " " P1 - P2" / _(γH_2 O) (4)

Q_2= Q_1/A_1 XA_2 (5)

 

Objetivo

O experimento tem por objetivo, a análise das perdas de cargas distribuídas em um tubo de 3/4” PVC RÍGIDO, variando a velocidade e estabelecendo a relação entres os parâmetros.

Procedimento Experimental.

Parte 2:

. Equipamentos utilizados:

- Paquímetro – Precisão: 0,05 mm;

- Trena – Precisão: 0,1 cm;

- Pressostato 1 – Precisão: 0,01 Bar;

- Pressostato 2 – Precisão: 1 mBar;

- Medidor de vazão digital – Precisão: 0,1 L/min.

Ao iniciar o experimento, verificaram-se as dimensões do tubo 3/4” PVC RÍGIDO com auxílio do paquímetro analógico (precisão: 0,05mm) e seu comprimento total com auxilio da trena (precisão: 0,1 cm). Posteriormente analisou-se se todos os registros estavam fechados. Após completar a análise, abriu-se o registro R1e em seguida, foram abertos os registros R6, R11, R18 e R23. Alinharam-se as mangueiras azuis compridas e curtas nas tomadas de pressão 1 e 2 do tubo 3/4” PVC RÍGIDO, e foram acopladas aos pressostatos 1 e 2 respectivamente.

Ligou-se o painel elétrico, acionou-se a chave “Start”, aguardou-se os inversores de frequência se acendessem.

Ajustou-se a potência da bomba 1 alinhando-se com a escala do pressostato, realizou-se o procedimento por três vezes, obtendo-se os resultados da Tabela 1.

Em seguida ajustou-se a potência da bomba 1 alinhando-se com a escala do pressostato, repetiu o processo por três vezes, obtendo-se os resultados encontrados na Tabela 2.

Desacoplou-se a mangueira curta da tomada de pressão 2 do tubo 3/4” PVC RÍGIDO e do pressostato 2. Fixou-se a mangueira azul comprida na tomada de pressão 3 do tubo 3/4" PVC RÍGIDO e juntamente no pressostato 2.

Repetiu-se a operação de análise por três vezes sem alterar a potência da bomba; Em seguida desligou a bomba e aguardou a despressurização do sistema.

Para a realização dos cálculos foram considerados peso específico da água ϒ(H2O) = 10.000 N/m³, viscosidade cinemática da água υ= 〖10〗^(-6) m²/s, viscosidade dinâmica da água µ = 10-³ N.s/m², massa