PROPRIEDADES DOS FLUIDOS / VISCOSÍMETROS DE STOKES

1. OBJETIVO

A aula experimental no laboratório de Hidráulica, teve como objetivo o estudo dos seguintes pontos. No Viscosímetro de Stoke, a determinação da densidade absoluta (µ) de um fluido a partir da descida de uma esfera nesse mesmo fluido, contido em um tubo de vidro vertical. Na associação de bombas hidráulicas, medir a bomba hidráulica por associação em série e paralelo, sendo que a primeira tem como objetivo o aumento da carga manométrica enquanto a segunda tem como onjetivo o aumento da vazão.No cáluclo de vazão por hidrômetro, medir a Vazão de escoamento do canal sob variadas situações. No tubo de venturi, demosntrar que podemos explorar a equação de Bernoulli, assim como, medir a vazão real da tubulação baseando-se na queda de pressão provocada pelo estrangulamento. E no perfil de escoamento em canal aberto, o objetivo de saber como determinar os coeficientes de descarga (Cd) e contração (Cc) de comportas de fundo, plana e vertical.

 

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1. PROPIEDADES DOS FLUIDOS / VISCOSÍMETROS DE STOKES

A viscosidade é uma característica inteiramente ligada aos fluidos. Pode-se dizer que a viscosidade é a propriedade que os fluidos possuem em resistir ao escoamento, dado certa temperatura. O Viscosímetro de Stokes é uma forma de se determinar a  viscosidade de um fluido, forma abordada na realização do experimento que se baseia na velocidade e tempo de queda de uma esfera em um determinado fluido. O viscosímetro de Stokes, é um tubo de vidro contendo o líquido que desejamos determinar sua viscosidade. Nesse tubo, marca-se uma altura pré-determinada, e deixa-se cair uma esfera, de diâmetro conhecido, no interior do fluido. Tendo a distância percorrida pela esfera e seu tempo de queda, é possível determinar sua velocidade. Enquanto a esfera cai pelo fluido ele é submetida ás forças de empuxo (E), peso (P) e resistência imposta pelo fluido à esfera (Fvis).

Descrição do experimento

Comparar as massas especificas encontradas com as massas especificas tabeladas para cada fluido;

Comparar a viscosidade dinâmica calculada com a viscosidade tabelada de cada fluido;

1. ASSOCIAÇÃO DE BOMBAS HIDRÁULICAS

As bombas são definidas, como máquinas operatrizes hidráulicas que conferem energia a uma corrente líquida com a finalidade de transportá-la de um ponto a outro.  Elas recebem recebem energia de uma fonte motora qualquer e cedem parte dessa energia ao fluido na forma de energia de pressão (aumentam a pressão do líquido), cinética (aumentam a velocidade do líquido) ou ambos. Logo, bombear é o ato de adicionar energia a um líquido para movê-lo de um ponto a outro.

O estudo da associação de bombas é de grande importância para os processos industriais. Tais associações são feitas a fim de resolver problemas de vazão ou altura manométrica. Elas também possibilitam, em alguns sistemas maior flexibilidade e segurança operacional. Existem dois tipos de associações:

• Associação em série: tem como objetivo um aumento da carga manométrica. Neste caso, a descarga de cada bomba é conectada à sucção da seguinte, de modo que a vazão será a mesma em todas as bombas, enquanto que a pressão de descarga desenvolvida será a soma de cada uma das unidades. Desta forma, a curva da associação é obtida pela soma das AMTs para uma mesma vazão;
• Associação em paralelo: tem como objetivo um aumento da vazão. A curva da associação é obtida pela adição das vazões de cada bomba para uma mesma AMT. Este tipo de associação apresenta como vantagens o fato de que, caso ocorra uma falha em das bombas, a vazão não seria zerada, apenas reduzida e, ainda, no caso de grandes variações de vazão, pode-se retirar uma ou mais bombas de operação, sem perda de eficiência.

Através desses experimentos,  podemos relatar que esses mesmo tem como importância a observação das vantagens de utilização destas associações. Foram analisadas diferentes variações de pressão de acordo com o tipo de associação e vazão utilizada, de forma que fosse possível traçar as curvas de operação das associações para a análise.

Descrição do experimento

 

Traçar o gráfico do perfil da bomba, com ΔH (mca) no eixo das abcissas e a vazão Q (m³/h) no eixo das ordenadas;

Apresentar a tabela de análise de dados para a associação de bombas em série e montar um gráfico com ΔH total (mca) no eixo das abcissas e a vazão Q (m³/h) no eixo das ordenadas;

Apresentar a tabela de análise de dados para a associação de bombas em paralelo e montar um gráfico com ΔH total (mca) no eixo das abcissas e a vazão Q (m³/h) no eixo das ordenadas;

Sobrepor a curva obtida na associação série e parelelo á curva de uma única bomba.

1. CÁLCULO DE VAZÃO POR HIDRÔMETRO

A vazão é a principal característica de um escoamento, ela permite entender melhor o comportamento de um canal. O estudo da vazão de um rio ou canal é de grande importância na elaboração de projetos de Engenharia para sistemas de água e esgotos, geração de energia elétrica, irrigação e drenagem. A Hidrometria é a parte da Hidrologia responsável por estudar os métodos de medição de vazão, logo, é conhecida como conjunto de técnicas para a medição de vazão em corpos hídricos.