Mecânica dos Fluidos

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UNIVERSIDADE SAGRADO CORAÇÃO

Diorginis Urias 402074

Daniel Coutinho

Felipe Pessoto

Otavio Chaves

Mecânica dos Fluídos

Prof. Rubens Roberto Ingraci Neto

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Diorginis Urias

Felipe Pessoto

Daniel Coutinho

Otavio Chaves

Relatório de ensaios realizados em Laboratório

Projeto de estudo acadêmico apresentado como parte da disciplina Mecânica dos Fluídos sob orientação do Prof. Rubens Roberto Ingraci Neto.

Sumário

1.        Introdução        

2.        Experimento I: Calha        

2.1.        Resoluções        

3.        Experimento II: Encanamento Simples        

3.1.        Resoluções:        

4.        Experimento III: Encanamento completo com perda de carga        

4.1.        Resoluções:        

5.        Conclusão        

1. Introdução

Para a melhor compreensão da teoria repassa em aula, é necessário a realização de experimentos que possam esclarecer aplicações práticas e valores reais ao conhecimento do aluno sobre a matéria.

Em nossos experimentos buscamos desenvolver um melhor entendimento do comportamento dos fluidos em diferentes situações, usando para isso maquinações que nos permitissem modificar as condições do ambiente no qual ocorre o escoamento.

Fizemos um total de três experimentos, são eles: em calha para comparar as vazões, em encanamento simples para relacionar as áreas e em encanamento completo com perdas de cargas, comparar a perda de pressão real e a calculada.

1. Experimento I: Calha

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Este experimento consiste em um canal aberto de 297cm de comprimento, secção transversal de 10,1cm, diferença de altura entre reservatório de 0,013m ou 1,3cm, vazão de 0,544 L/s e altura da lamina de agua de aproximadamente 1,4cm no ponto A e 1cm no ponto B.

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Objetivo:

O objetivo desse experimento é comparar a vazão obtida através da formula de manning, e a vazão real mensurada de 0,544 L/s.

Formula de Manning: é uma expressão do denominado coeficiente de Chézy [pic 5] utilizado na fórmula de Chézy para o cálculo da velocidade da água em canais abertos e tubulações:

V=(1/n)xR2/3xS1/2

Onde:

V = velocidade média da seção SI: m/s

N = Coeficiente de rugosidade manning, coeficiente que varia conforme o material e condições da superfície de contato (TL-1/2)

R = Raio hidráulico, quociente entre a área e o perímetro molhado (m)

S = Declividade, quociente entre a diferença de altura entre dois pontos, e a distância horizontal entre eles (mm/mm).

Para nosso experimento:

N = 0,009, coeficiente para plásticos ou vidros

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1. Resoluções

R = (área molhada)/(perímetro molhado) = (bxh) / (b+2h)

= (0,101 x 0,012) / (0,101 + (2 x 0,012)) = 9,696x10-3

S = (∆xh) / (dxh) 

S = 0,013 / 2,97 = 4,377x10-3

V = (1/n) x R2/3 x S1/2) 

V = (1 / 0,009) x (9,696x10-3)2/3 x (4,377x10-3) (1/2)

V = 111,111 x 0,04547 x 0,06616

V = 0,3342

Q = V x A

Q = 0,3342 x 1,212x10-3

Q = 4,050x10-4

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1. Experimento II: Encanamento Simples

Este Experimento consiste em encontrar uma relação entre as áreas de cada bomba, dadas as vazões de diferença de pressão entre quatro sistemas, onde uma utiliza orifício e a outra utilizando venture, e um sistema em serie para cada um, tendo as mesmas dimensões e tendo como diferença as bombas de venture e orifício.

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Equipamento:

• Reservatório de agua de 100L
• Bomba centrifuga de 0,5 HP
• 1 Medidor de vazão tipo venture
• 1 Medidor de vazão tipo Placa de Orifício em acrílico
• 1 Rotâmetro comercial com corpo acrílico
• Sistemas de tubo de PVC de 1’
• 1 Manômetro diferencial tipo em manômetro mercúrio

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Equação de Bernoulli: Descreve o comportamento de um fluido que se move ao longo de um tubo ou conduto.

O princípio de Bernoulli afirma que para um fluxo sem viscosidade, um aumento na velocidade do fluido ocorre simultaneamente com uma diminuição na pressão ou uma diminuição na energia potencial do fluido.