Relatório de Hidraulica

[pic 1]

Relatório: Medição da Pressão e Perda de Carga

Matéria: Hidráulica e Hidrologia

Professor Responsável: Eduardo.

Engenharia Civil – Turmas EC4A e EC5A

Integrantes:

Jonathan Bastos Medeiros – B769FH-3

Gabriele Shirley de Souza Abreu – B724BF-4

Valéria Constante Ferreira – T35738-1

Diego Candido – B93837-4

Alexandre Valério Silva Júnior – B69CJI5

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1.0 Sumário        

1.1 Introdução        3

1.2 Objetivo        3

1.3 Fundamentos Teóricos        3

1.4 Desenvolvimento        5

1.5 Conclusão        7

1.6 BIBLIOGRAFIA                                                                           7

1. Introdução

Usando o laboratório de Hidráulica e Hidrologia da Universidade, junto ao Professor Eduardo, aplicador da disciplina, tendo pela primeira vez contato com o que foi aprendido em sala de aula desde o segundo ano.

O estudo do fenômeno hidráulico continuando em outro experimento, dessa vez no qual se tem muito contato teoricamente, a medição de pressão e perca de carga em condutos.

1.2 Objetivo Geral

Determinar, no experimento apresentado a perda da carga em três pontos distintos da tubulação, com o auxílio de um manômetro medindo a pressão em kPa (milhar de Pascal), através da variação da mesma.

1.3 Fundamentações Teóricas

Pressão:

É a relação entre uma determinada força e sua área de distribuição.

O termo pressão é utilizado em diversas áreas da ciência como uma grandeza escalar que mensura a ação de uma ou mais forças sobre um determinado espaço, podendo este ser líquido, gasoso ou mesmo sólido.

Expressões Matemáticas:

Para líquidos, a pressão pode ser escrita como:

[pic 2]

ou

[pic 3]

Onde:

[pic 4]  é a pressão em um ponto específico ou a diferença entre a pressão inicial e final do sistema;

[pic 5] é a massa específica do líquido. ;

[pic 6] é a aceleração gravitacional;

[pic 7] é a profundidade do ponto dentro do líquido.

Perda de Carga em Tubulações:

Perda de carga é a energia perdida pela unidade de peso do fluido quando este escoa. Termo muito utilizado em engenharia e mecânica dos fluidos.

A perda de carga num tubo ou canal, é a perda de energia dinâmica do fluido devido à fricção das partículas do fluido entre si e contra as paredes da tubulação que os contenha.

Podem ser contínuas, ao longo dos condutos regulares, acidental ou localizada, devido a circunstâncias particulares, como um estreitamento, uma alteração de direção, a presença de uma válvula, etc.

Referencias: Wikipédia (Perda de Carga).

Manômetro Eletrônico:

Manômetros são instrumentos simples que medem diferença de pressão entre dois pontos em um fluido incompressível estático através da medição da diferença de elevação entre esses pontos.

Em laboratório fora usado um eletrônico calculando a pressão e mostrando os valores obtidos em milhares de Pascal (kPa). Segue imagem 1.1 de um manômetro eletrônico semelhante ao usado.

Imagem 1.1             Manômetro Digital [pic 8] 

Referencia 1.1 Imagem.

 

1.4 Desenvolvimento

No sistema em teste, foi utilizado um tanque com uma régua graduada em litros acoplado em sua lateral, dessa forma cada equipe escolhia um volume em litros a ser utilizada e realizavam-se os testes. Para se iniciar os testes primeiro liga-se a bomba abre-se completamente a válvula esférica mantendo a mesma vazão no interior da tubulação para saída completa do ar, depois de um tempo se utiliza um tubo regulador que se desloca transferindo a água para dentro do tanque. O tempo levado para encher o tanque em 10L foi marcado por um cronômetro.

Foram realizados dois testes seguidos:

No primeiro teste utiliza-se a válvula completamente aberta e media-se a pressão com um instrumento, conectado no sistema, em 3 pontos da tubulação.

No segundo, com a válvula aproximadamente 50% aberta repetia-se o processo.

.

O diâmetro da tubulação é de 1 in (polegada), o equivalente a 2,54 cm, a massa especifica da água é de 1000 Kg/m3, peso especifico da água  10000 N/m3 e  = 0,893*10-6 m2/s[pic 9]

 Com os dados anotados foram calculados a vazão de acordo com a eq1, a velocidade de acordo com a eq2, numero de Reynolds de acordo eq3 e a perda de carga da tubulação de acordo com eq4.

Eq1: [pic 10]

Eq2: [pic 11]

Eq3: [pic 12]

Com o desenvolvimento da perda ( 1 ) → ( 3 ):  [pic 13]

 Obtem-se a Eq4: [pic 14][pic 15]

Após os cálculos obteve-se os dados abaixo distribuídos na Tabela1.1 e Tabela1.2

Tabela 1.1 – Válvula 100 % aberta
Ponto	Pressão (Pa)	Energia   (mca)[pic 16]	Volume (m3)	Tempo (s)	Vazão (m3/s)	Velocidade (m/s)	Re	(m)[pic 17]
1	63200	6,32	0,01	7,3	0,0014	2,76	78.504	2,87
2	48900	4,89	0,01	7,3	0,0014	2,76	78.504	2,87
3	34500	3,45	0,01	7,3	0,0014	2,76	78.504,	2,87

Tabela 1.2 – Válvula 50 % aberta
Ponto	Pressão (Pa)	Energia  (mca)[pic 18]	Volume (m3)	Tempo (s)	Vazão (m3/s)	Velocidade (m/s)	Re	(m)[pic 19]
1	97300	9,73	0,01	10,0	0,001	1,97	53,034	1,32
2	90500	9,05	0,01	10,0	0,001	1,97	53,034	1,32
3	84100	8,41	0,01	10,0	0,001	1,97	53,034	1,32