TRANSFERÊNCIA DE CALOR POR CONDUÇÃO E CONVECÇÃO NATURAL EM BARRAS

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PAMPA

CURSOS DE ENGENHARIA DE COMPUTAÇÃO E ENGENHARIA DE PRODUÇÃO

DISCIPLINA DE FENÔMENOS DE TRANSPORTE

MEDIDORES DE ESCOAMENTO DE LÍQUIDOS E GASES

BAGÉ, 2019.

I – OBJETIVOS

Objetivo geral:

Determinar as vazões e as velocidades de líquidos e gases através das metodologias primárias e secundárias e ainda medidores comerciais.

Objetivos específicos:

Circuito de água:

Comparar as medidas de vazão obtidas no reservatório graduado (volume por tempo) com as medidas de vazão calculadas a partir das medidas de velocidade do tubo de Pitot.

Comparar as medidas de vazão obtidas no reservatório graduado (volume por tempo) com as medidas de vazão calculadas a partir das medidas de velocidade do tubo de Venturi e placa de orifício.

Comparar as medidas de vazão obtidas no reservatório graduado (volume por tempo) com as medidas de vazão calculadas a partir das medidas de vazão obtidas a partir do rotâmetro e hidrômetro.

Circuito de ar:

Comparar as medidas de vazão obtidas pelo anemômetro com as medidas de vazão calculadas a partir das medidas de velocidade obtidas pelo tubo de Pitot.

Comparar as medidas de vazão obtidas pelo anemômetro com as medidas de vazão calculadas a partir das medidas de velocidade obtidas pelo tubo de Venturi e placa de orifício.

II – NOMENCLATURA

v= velocidade (m/s)

D1 e D2= diâmetros(m)

ρ= densidade(kg/m³)

ρm= densidade do fluido manométrico(kg/m³)

cv,cp e c0= coeficientes de ajustes(adimensionais)

Re= número de Reynolds(adimensional)

μ= viscosidade(Pa.s)

III – INTRODUÇÃO

A partir dos estudos feitos em aula, o relatório pretende exemplificar os conceitos de Tubo de Pitot, Tubo de Venturi e placa de orifício e suas aplicações no cotidiano, juntamente com medidores comerciais do tipo rotâmetro, hidrômetro e anemômetro. O Tubo de Pitot é um instrumento de medição de velocidade de fluídos em laboratórios de hidráulica e aerodinâmica. Esse mecanismo também pode ser utilizado na medição da vazão de um rio, por exemplo, sabendo a área em que a água escoa e medindo a velocidade da água. O Tubo de Venturi parte da mesma ideia, medir a velocidade e a vazão de um fluído, porém utiliza-se da variação da pressão durante a passagem deste líquido por um tubo de seção mais larga e depois por outro de seção mais estreita. Essa variação implica que se o fluxo do fluido é constante, mas sua área de escoamento diminui, consequentemente sua velocidade aumenta, assim respeitando o teorema da conservação de energia, aumentando-se a energia cinética(aumento da velocidade) a energia que deriva da pressão diminui. O rotâmetro é um dispositivo utilizado para medir a vazão de fluídos, já o anemômetro e hidrômetro são utilizados para medir a velocidade do ar e da água respectivamente. Em seguida, será abordado os dados e conclusões tiradas a partir dos experimentos em questão, exemplificando os conceitos explanados anteriormente.

IV – MATERIAIS E MÉTODOS

Os materiais utilizados para esse experimento foram os seguintes:

Anemômetro;

Cronômetro;

Hidrômetro;

Placa de orifício;

Rotâmetro;

Tubo de Pitot;

Tubo de Venturi;

Colunas manométricas em “ U” e inclinada

Os procedimentos experimentais foram divididos em duas partes, em um primeiro momento obteve-se os dados referentes ao circuitos da água e após ao circuito do ar.

Circuito da água:

Verificar os níveis dos manômetros em U;

Ligar a bomba centrífuga e a válvula de bloqueio;

Ajustar a vazão a partir da válvula de regulagem de vazão e do rotâmetro;

Para valores pré-definidos de vazão lidos no rotâmetro, anotar: os Δh’s dos manômetros em U e as vazões registradas no hidrômetro e no reservatório graduado (volume por tempo);

Medir a temperatura da água.

Circuito de ar:

Verificar os níveis das colunas manométricas (manômetro) em U e inclinado;

Ligar o soprador;

Ajustar a vazão a partir da potência nominal do soprador (painel elétrico);

Para valores pré-definidos de potência nominal do soprador, anotar: os Δh’s dos manômetros em U e inclinado e a velocidade registrada pelo anemômetro;

Medir a temperatura do ar.

Considerando a água e o ar como fluidos incompressíveis, utilizou-se as seguintes equações para a realização dos cálculos.

Tubo de Venturini:

v_ =c_v/√(1-〖(D2/D1)〗^4 ) √((2(p1-p2))/ρ) Eq 1

Tubo de Pitot:

v_ =C_P √((2(p2-p1))/ρ) Eq 2

Placa de Orifício:

v_ =C_o/√((2(p1-p2))/ρ) Eq 3

O número de Reynolds,dado pela equação 4,foi utilizado para determinar os coeficientes de ajuste cv,cp e co.

Re=ρvD/μ Eq 4

Tubo