Relatório Academico

1 INTRODUÇÃO

O método volumétrico é baseado no principio da hidrodinâmica, que consiste no volume que passa por uma determinada seção de controle por unidade de tempo. Utilizam-se equipamentos simples como tubos de cobre, adaptadores, válvulas de globo, bomba centrífuga e tanques convenientemente aferidos, e para a medição do tempo utilizam-se cronômetros, medindo-se o tempo de preenchimento do recipiente.

Assim, medindo-se o volume que se escoou durante certo período de tempo, obtém-se a vazão média durante esse tempo.

As técnicas utilizadas variam muito com a natureza do problema e com a precisão desejada, sendo o método mais simples consistindo em dispor-se de um cronômetro com atuação manual e um tanque.

2 OBJETIVO

Determinar a vazão volumétrica de uma moto-bomba para fins de comparação de dados entre as especificações do fabricante como real valor do experiemento feito em uma bancada hidráulica.

3 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

A melhor maneira de obtermos um resultado confiante, é fazer as médias dos resultado, calcular o desvio padrão e a incerteza.

- Valor médio (X ̅)

X ̅=1/n ∑_(i=1)^n▒Xi (1)

onde: n é o número de valores associados ao cálculo e Xi a sequência dos valores de cada amostra.

- Desvio Padrão(σp)

σp=√(∑_(i=1)^n▒〖(Xi-X ̅)〗^2/(n-1)) (2)

- Incerteza (ε)

ε=σp/√n (3)

A equação 3 é utilizada quando σp>p. quando σp≤p é

ε = p (4)

A equação 4 é utilizada quando σp≤p.

onde: σp é o desvio padrão, p é a precisão do equipamento e ε é a incerteza associada à medida.

Qm = ρ.Q (5)

onde: Qm é a vazão de massa, ρ é a densidade do líquido e Q é a vazão do sistema.

QG = g. Qm (6)

onde: QG é a vazão de peso e g é a gravidade.

A equação de Reynolds possui um significado físico onde a um quociente entre as forças de inércias e as forças de viscosidades. É chamado de escoamento laminar quando Re < 2000 , pois possui uma baixa velocidade de escoamento e/ou fluidos com grandes viscosidades.

O escoamento de transição considerando quando 2000 <Re < 2400, e o escoamento turbulento quando Re> 2400.

Re = ρ . v. D / µ (7)

onde: Re é o número de Reynolds, ρ é a densidade do fluido, v é a velocidade do escoamento, D é o diâmetro da tubulação e µ e a viscosidade dinâmica

Q = V/∆t (8)

onde: V é o volume e ∆t é a variação de tempo.

4 MATERIAIS E MÉTODOS

O estudo foi realizado no Laboratório de Mecânica dos Fluidos da UNIP – Bauru, utilizando uma bancada hidráulica constituída por um conjunto de tubos de cobre formando um sistema fechado onde o fluido circula por todo o sistema a partir de um reservatório alimentado por uma bomba hidráulica.

A Imagem 1 relata a bancada utilizada com seus devidos componentes

Imagem 1: Bancada hidráulica

Fonte: Autores

Os registros de gaveta e de esfera são acoplados nos tubos com a finalidade de desviar ou interromper o fluxo de fluido, gerando assim mudanças no sistema.

Abaixo o esquema da realização do experimento:

Manter a válvulas de entrada e saída de água da bancada aberta;

Verificar se todos os registros estão fechados;

Abrir o registro do conduto a ser estudado;

Deixar o desviador de fluxo na posição de descarte;

Fechar a saida do reservatorio superior graduado;

Ligar a bomba;

Esperar até que o escoamento se estabilize;

Direcionar o fluxo de água para o taque graduado, marcando o volume atingido num intervalo de tempo de 10s e direncionar o fluxo do fluido para o reservatório;

Esvaziar o reservatório superior graduado;

Para cada tempo de medição, repetir a operação 3 vezes;

Repetir os passos 7, 8, 9 e 10 para um tempo de medição de 20.s

Desligar a bomba;

Calcular a vazão e a velocidade do escoamento no conduto escolhido;

Considerar a espessura do conduto igual a 1,0mm;

O experimento foi realizado definindo o diâmetro da tubulação a ser estudada, abrindo o sistema, afim da circulação do fluido e com o objetivo de retirar o ar da tubulação, em poucos minutos era possível a estabilização do sistema. Ao sinal do responsável pelo cronômetro o cano era transferido para o reservatório graduado, ao atingir o tempo estabelecido o líquido era transferido para o reservatório inferior. A quantidade no reservatório graduado era analisada e em seguida esvaziado para realização de uma nova medição.

A Imagem 2 mostra como ocorre a estabilização do fluido no tubo de Pitot, em seguida na Imagem 3, pode-se observar os registros utilizados para o acionamento do sistema.

Imagem 2 – Tubo de Pitot

Fonte: Autores

Imagem 3 – Registros de acionamento