Perda de carga distribuida

1. Objetivo[pic 1]

Demonstrar experimentalmente a perda de carga distribuída em dois tubos lisos de mesmo tamanho, mas com diâmetros diferentes. Levantamento da velocidade. Comparação com as formulas clássicas utilizadas para o cálculo.

2. Fundamentos Teóricos

2.1 Perda de carga

De acordo com Cengel e Cimbala (2007), a queda de pressão ocorrida devido ao efeito da viscosidade apresentara perda de pressão irreversíveis que leva o nome de perda de pressão ΔPL para salientar que isso e uma perda (do mesmo modo que uma perda de carga h, que é simétrico a ela).

             2.2 Escoamento Laminar         

Acontece quando as partículas de um fluido movem-se ao longo de percursos bem definidos, mostrando lâminas ou camadas (daí o nome laminar) cada uma delas mantendo sua característica no meio. Nele a viscosidade age no fluido no sentido de minorar a tendência de surgimento da turbulência. Ele ocorre frequentemente a baixas velocidades e em fluídos que demostram grande viscosidade.

        2.3 Escoamento Turbulento

        Aparece em ocasiões em que as partículas de um fluido não movem-se ao longo de um curso bem definido, isto é as partículas descrevem cursos irregulares, com movimento aleatório, produzindo uma transmissão de quantidade de deslocamento entre regiões de massa líquida. Este escoamento é frequente na água, cuja a viscosidade e relativamente baixa.

2.4 Efeitos da viscosidade

De Acordo com Çengel e Cimbala (2007), a viscosidade do fluido é uma medida de sua “resistência a deformação”. A viscosidade resulta da força de atrito interno que se desenvolve entre as diferentes camadas do fluido, à medida que são forçadas a mover-se uma em relação às outras. A viscosidade é causada pelas forças coesivas entre as moléculas nos líquidos e pelas colisões moleculares nos gases, e varia extremamente com a temperatura. A viscosidade dinâmica é expressa pela letra grega µ. Na mecânica dos fluidos e na transferência de calor, a razão entre viscosidade dinâmica e densidade é denominada de viscosidade cinemática.

2.5 Efeitos da rugosidade        

            Conforme Çengel e Cimbala (2007), a rugosidade da superfície, em geral, aumenta o coeficiente de arrasto no escoamento turbulento, ocasionando assim uma maior perda de carga. Entretanto se utilizarmos a rugosidade em uma determinada faixa do número de Reynolds, ela pode reduzir o coeficiente de arrasto.

3. Montagem Experimental

- 1 bomba;

- 2 tubos lisos de mesmo tamanho, mas com diâmetros diferentes;  

- 2 pontos que servem para medir a pressão do equipamento;

- 1 piezômetro;

- Mangueiras

4. Metodologia

- Montar um dispositivo onde os dois tubos lisos de 22mm devem estar conectados à uma bomba que irá realizar a sucção do fluido. Acionaremos a bomba, utilizaremos uma caixa acrílica para obteremos o volume anotaremos o tempo gasto para que chegue a um volume de 20lts ou aproximado. Repetiremos este processo três vezes, e tiraremos a media, da relação tempo e volume obteremos a vazão;[pic 2]

- Conectar o bocal móvel que estará acoplado no piezômetro para medirmos a perda de carga do fluido;

- sangremos o piezômetro antes da retirada dos dados, para a retirada do ar feito isto fecharemos a válvula, após este processo obteremos a perda de carga;

- Repetirem o processo para o tubo de 28mm;

5. Resultados e Discussões[pic 3][pic 4]

        

        Realizando todos os procedimentos e utilizando tubos com as especificações apresentadas na Tabela 1, obtiveram-se os seguintes dados que podem ser observados na Tabela 2.

        

           Tabela 1: Especificações dos tubos

	Diâmetro (m)
Tubo Liso Menor	0,022
Tubo Liso Maior	0,028

Tabela 2: Dados Obtidos

Diâmetro (m)	Vol (L)	T (s)	Q (m³/s)	Vol (m/s)	Pa	Pb	∆H
	17,00	17,98
0,02	18,00	18,15			80,00	57,00
	18,50	18,63
Media	17,83	18,25
	19,00	19,06
0,03	19,00	19,18			71,60
	19,50	19,44
Media	19,16	19,23

        A Perda de Carda pela foi obtida através da Equação 01;