Perda de Carga Distribuída em Tubulações

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS[pic 2]

ESCOLA DE ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL

HIDRÁULICA 1

Perda de Carga Distribuída em Tubulações

Discentes:

LAURA NUNES NETTO - 2016

LEANDRO MARQUES COSTA – 201611762

MARIANE REZENDE MAGALHÃES - 201607055

Docente: Prof. Jose Vicente Granato de Araujo

GOIÂNIA

JANEIRO / 2021

1- Objetivos

1.1- Objetivo geral

O experimento realizado teve como objetivo geral, observar as variações de perda de carga utilizando altas e baixas vazões, como também, a relação dessas perdas de energia como atrito do sistema, através da identificação da queda de pressão nos tubos.

1.2- Objetivos específicos

- Analisar o Gradiente Hidráulico, para diferentes vazões e velocidades;

- Levantamento da curva do coeficiente de atrito “f” em função de Reynolds;

- Ver o funcionamento de um sistema para medição de perdas de carga.

2- Materiais

Os materiais utilizados para realizar as medidas foram:

a. Modulo de Hidráulica

b. Trena

c. Régua

d. Termômetro

e. Cronometro

3- Procedimento Experimental:

Preparação:

• Medida da vazão:

A medida da vazão foi realizada através do reservatório de medida.

• Medida das pressões:

Conectando-se as mangueiras às tomadas de pressão do tubo a ser ensaiado, ou seja, o tubo liso e o rugoso, e as duas linhas do Piezômetro (Pa e Pb). Sendo então a perda de carga no trecho de tubulação.

[pic 3]Figura 1 -Vista Geral do laboratório com os dois módulos idênticos.

Ensaio:

Fecha-se totalmente a válvula de entrada e liga a bomba. Nesse momento se abre apenas a válvula de esfera da tubulação de perda de carga a ser ensaiada. Abrindo a válvula de gaveta de entrada vagarosamente, acompanhando o piezômetro, e se necessário pressurize o piezômetro.

Assim, ajustando-se a válvula, foram medidos 6 (seis) valores diferentes de Altura no Reservatório.

No caso do experimento feito, foram medidos dois tempos cronometrados, usando-se no final a média dos valores medidos por cada um dos usuários. Tanto para o tubo liso quanto para o tubo rugoso.

Iniciando o ensaio, medir o tamanho de cada tubo, sendo os valores a seguir oa quais foram obtidos:

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Assim como o diâmetro D dos tubos:

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[pic 6]Figura 2 – Medida do comprimento L do tubo liso de ¾”

A temperatura inicial do Tubo Liso foi de 27,0 °C e a a final de 27,5°C, acarretando assim o aumento de 0,5°C ao todo. No caso do tubo rugoso, temos uma temperatura inicial de 27,5°C e final de 28,5°C, portanto uma variação de temperatura de 1,0°C.

O reservatório e seus medidas são iguais para ambos os tubos.

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Figura 3 - Medida do comprimento do tanque para cálculo do volume escoado

O aparato experimental estava funcionando em sua capacidade máxima, no caso como inicialmente estava desligado, o conjunto foi ligado com o registro fechado, abrindo-o gradualmente para a determinação da vazão máxima.

A vazão foi obtida a partir da leitura das alturas do líquido no reservatório, calculando-se o volume e com o tempo cronometrado, utilizando a fórmula Q=V/t

Sendo:

V: Volume medido (Litros)

t: tempo (s)

Durante o ensaio mede-se a diferença de pressão no início do trecho e no final do trecho, medidos a partir da leitura do piezômetro, para a determinação da perda de carga.

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Figura 4 - Tubo liso e tubo rugoso utilizados no experimento

Os dados obtidos a partir do experimento estão apresentados a seguir. Os dados foram fornecidos pela equipe do laboratório, devido a impossibilidade momentânea da aula presencial, por ocasião da pandemia.

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4- Desenvolvimento

Seguindo o roteiro proposto no manual do Labtrix, e os valores medido em laboratório, foi possível calcular os valores referentes à vazão e a perda de carga para o tubo liso (Tabela 1) e para o rugoso (Tabela 2).

Tabela 1. Cálculo da Vazão e de hf utilizando os valores medidos em laboratório (tubo liso)

Altura Reservatório Medida (mm)	Volume coletado (L)	Tempo Cronometrado (min)	Vazão (L/min)	Pa (mmca)	Pb (mmca)	hf = Pa-Pb (mmca)
35	2,2155	0,100	22,25	283	229	54
45	2,8485	0,107	26,58	336	268	68
48	3,0384	0,092	33,12	423	319	104
54	3,4182	0,085	40,33	535	389	146
49	3,1017	0,065	47,72	561	462	99
45	2,8485	0,054	52,91	809	537	272

Tabela 2. Cálculo da Vazão e de hf utilizando os valores medidos em laboratório (tubo rugoso)

Altura Reservatório Medida (mm)	Volume coletado (L)	Tempo Cronometrado (min)	Vazão (L/min)	Pa (mmca)	Pb (mmca)	hf = Pa-Pb (mmca)
37	2,3421	0,209	11,18	247	157	90
26	1,6458	0,095	17,28	313	173	140
48	3,0384	0,116	26,27	417	231	186
43	2,7219	0,080	33,92	519	310	209
48	3,0384	0,074	40,92	619	375	244
52	3,2916	0,066	49,94	791	473	318