Relatório Medidas de velocidade e equação de Bernoulli

LABORATÓRIO DE MEC NICA DE FLUÍDOS

Experimento 4 - Equação de Bernoulli e Medidas de Velocidade

PARTE 1

1- Dados coletados e cálculo das pressões

Na primeira parte do experimento, foram coletadas as alturas dos manômetros (que continham água e mercúrio) em seis pontos diferentes. A medição foi feita em um duto de 3’’, onde escoava água. Através das diferenças de alturas obtidas, foi possível encontrar a diferença entre pressão total e pressão estática em cada situação. Logo, pôde-se relacionar tal diferença à pressão dinâmica. Essas relações foram sintetizadas nas fórmulas abaixo:

Pt - Pe = z ( hg - água ) (1)

Pd = z ( hg - água ) (2)

Considerar água= 9810 N/m3 e hg =136000 N/m3

Tabela 1 - Cálculo da pressão dinâmica

Zi (cm)

Zf (cm)

z(cm)

Pd (Pa)

1

39,95

50,62

10,67

13464

2

39,25

52,2

12,95

16342

3

38,5

52

13,50

17036

4

37,95

52,55

14,06

17742

5

37,50

53,05

15,55

19622

6

37,2

53,55

16,35

20632

2- Cálculo das Velocidades e Número de Reynolds para Vazão Mínima

Para o cálculo das velocidades, foi utilizada a seguinte fórmula:

Vi=2*Pd (3)

onde Pd é a pressão dinâmica encontrada anteriormente e é a densidade da água.

Para calcular o número de Reynolds, foi utilizada a fórmula abaixo:

Re=V* Dv (4)

onde D é comprimento característico (D=diâmetro do tubo=3’’=7,62 cm), é a viscosidade dinâmica do fluido (=0,000001) e V a velocidade encontrada para cada situação analisada.

Observação:

Para um escoamento turbulento (Re > 2400), utilizou-se Vmed= Vmáx * 0.82.

Para um escoamento Laminar ( Re < 2000), utilizou-se Vmed= Vmáx2.

Tabela 2 - Cálculo da velocidade, velocidade média e número de Reynolds

Vi(m/s)

Re

Vmed(m/s)

1

5,18

395752

4,25

2

5,72

437008

4,69

3

5,84

446176

4,79

4

5,96

455344

4,89

5

6,26

478264

5,13

6

6,42

490488

5,26

PARTE 2

1- Dados Coletados

Na segunda parte do experimento, realizou-se o escoamento do ar. Para isso, foram coletadas as alturas de três tubos com diâmetros e rugosidades distintas. Foram utilizados um tubo com diâmetro de 38 mm e superfície interna lisa, um tubo com diâmetro de 38 mm com superfície interna rugosa e um tubo com diâmetro 76 mm com superfície interna lisa.

Através das diferenças de alturas obtidas nos manômetros de água e ar, foi possível encontrar a diferença entre pressão total e pressão estática em cada situação. Logo, pôde-se relacionar tal diferença à pressão dinâmica. Essas relações foram sintetizadas nas fórmulas abaixo:

P=águaΔH (5)

Tabela 3 - Cálculo da diferença de alturas

Ⲫ (mm)

ΔHt (cm)

ΔHe (cm)

38 liso

0,1

1,6

38 rugoso

0,1