Mecânica dos fluidos aplicada – Engenharia Produção Mecânica

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Mecânica dos fluidos aplicada – Engenharia Produção Mecânica

EXPERIMENTO 2 - PERDA DE CARGA DISTRIBUÍDA

Nome dos Integrantes do Grupo	Matrícula	Turma
Alison Dos Santos Clementino	C30IHF-1	EP5P15
Ana Carolina Silva	C3414E-1	EP5P15
Maicon Willian Zarpelão	C184EC-0	EP5P15

Juliana

Bauru

13 de setembro de 2016

Sumário

1.        INTRODUÇÃO E FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA        3

2.        OBJETIVOS        3

3.1. Equipamento Utilizado        3

3.2. Procedimento Experimental        4

3.2.1 Experimento 1        4

3.2.2 Experimento 2        5

3.3. Formulário        7

4. RESULTADOS E DISCUSSÕES        10

4.1 Experimento 1        10

4.2 Experimento 2        15

5.        CONCLUSÕES        20

6.        REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS        20

1. INTRODUÇÃO E FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

No dia a dia a perda de carga é utilizada, principalmente, em instalações hidráulicas. Por exemplo, quanto maior as perdas de cargas em uma instalação de bombeamento, maior será o consumo de energia da bomba. Para estimar o consumo real de energia é necessário que o cálculo das perdas seja o mais preciso possível.

O escoamento interno em tubulações sofre forte influência das paredes, dissipando energia em razão do “atrito” viscoso das partículas fluídas. As partículas em contato com a parede adquirem a velocidade da parede e passam a influir nas partículas vizinhas por meio da viscosidade da turbulência, dissipando energia. Essa dissipação de energia provoca redução da pressão total do fluido ao longo do escoamento, denominada perda de carga, (ROMA, 2006). Em suma, perda de carga é a energia perdida pela unidade de peso do fluido quando este escoa.

 No caso de escoamentos reais, a preocupação principal são os efeitos do atrito, estes provocam a queda da pressão causando uma “perda”, quando comparado com o caso ideal, sem atrito.

De Acordo com Çengel e Cimbala (2007), uma queda de pressão devido aos efeitos viscosos representa uma perda irreversível de pressão que é chamada de perda de pressão ΔPL para enfatizar que isso é uma perda (assim como a perda de carga h, que é proporcional a ela).

Na análise do sistema de tubos, as perdas de pressão normalmente são expressas em termos de altura equivalente da coluna de fluido, chamada de perda de carga h.

1. OBJETIVOS

- Medir a perda de carga distribuída nos tubos que compõem a bancada hidráulica;

- Estabelecer a relação entre a perda de carga distribuída e a velocidade do escoamento;

3.  METODOLOGIA

3.1. Equipamento Utilizado

Bancada de perda de carga, mangueiras, paquímetro, trena, pressostatos 1 e 2, medidor digital de vazão. Precisão dos instrumentos utilizados:

• Paquímetro: 0,05 mm
• Trena: 0,1 cm

3.2. Procedimento Experimental

3.2.1 Experimento 1

• Ao iniciar o experimento, foi verificado se todos os registros estavam fechados. Logo em seguida foram abertos os registros R1, R6, R12, R17 e R23, de acordo com a imagem 1.

Imagem 1 – Bancada de Perda de Cargas

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Fonte: material disponibilizado pelo professor

• Foram fixadas as mangueiras azuis nas tomadas de pressões do tubo de ½’’ PVP RÍGIDO e acopladas aos pressostatos 1 e 2, como mostrado na imagem 2.

Imagem 2 – Pressostatos

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Fonte: Próprios autores

• Após verificar que todos os registros citados estavam abertos, foi ligado o disjuntor, e o LED acendeu indicando que estava “energizado”, foi acionada a chave Start e ajustado a potência da bomba 1 no máximo. De acordo com a imagem 3.

Imagem 3 – Painel de controle

[pic 4]

Fonte: Próprios autores

• Foi pressionado o botão “parte” e anotados os valores de pressão no ponto 1 e no ponto 2 e a vazão volumétrica no medidor digital de vazão. Esse processo foi repetido 3 vezes com a mesma velocidade. Para isso a bomba foi desligada e ligada.
• Após ter anotado os valores, foi refeito o processo, conforme indicado no item anterior. A princípio usando a velocidade de escoamento e a potência da bomba em média e em seguida com a mínima.
• Após terminar os testes, foi feita a medição da distância entre as duas tomadas de pressão com o uso de uma trena e o diâmetro interno do conduto com o uso do paquímetro, considerando a espessura da parede do conduto igual a 2,0 mm. O processo foi repetido 3 vezes.

3.2.2 Experimento 2

• Ao iniciar o experimento, foi verificado se todos os registros estavam fechados. Logo em seguida foram abertos os registros R1, R6, R11, R18 e R23 de acordo com a imagem 1.

Imagem 1 – Bancada de Perda de Cargas

[pic 5]

Fonte: material disponibilizado pelo professor

• Foram fixadas as mangueiras azuis nas tomadas de pressões do tubo de ¾’’ PVP RÍGIDO nos pontos P8 e P17 e acopladas aos pressostatos 1 e 2, como mostrado na imagem 2.  

Imagem 2 – Pressostatos

[pic 6]

Fonte: Próprios autores

• Após verificar que todos os registros citados estavam abertos, foi ligado o disjuntor, e o LED acendeu indicando que estava “energizado”, foi ajustado a potência da bomba 1 para média e acionado o botão LOC/REM, assim a bomba operou em modo remoto. Após executar todos os processos, foi pressionado o botão Start. De acordo com a imagem 3.

Imagem 3 – Painel de controle

[pic 7]

Fonte: Próprios autores

• Foram anotados os valores de pressão dos pressostatos 1, 2 e a vazão volumétrica no medidor digital de vazão. Esse processo foi repetido 3 vezes com a mesma velocidade, para isso a bomba foi desligada e ligada.
• Ao final desse processo, a bomba foi desligada, para despressurizar.
• Após despressurizar, foram desacopladas as mangueiras azuis das tomadas de pressão do tubo de ¾’’ PVP RÍGIDO. Em seguida, foram fechados os registros R11 e R18, e foram abertos os registros R12 e R17. As mangueiras azuis retiradas foram acopladas nas tomadas de pressão do tubo de ½’’ PVC RÍGIDO nos pontos P9 e P16.
• Foi calculado através da equação (3) o valor de ) de modo a manter a mesma velocidade para os tubos ¾’’ PVP RÍGIDO e ½’’ PVC RÍGIDO. [pic 8]
• Após ajustar a potência da bomba de acordo com o valor de , foi pressionado o botão “Start”, repetindo as operações sem variar a potência da bomba. Foram anotados os valores e o processo foi repetido 3 vezes.[pic 9]

3.3. Formulário

[pic 10]

(1)

A equação (1) mostra o cálculo da média aritmética dos valores lidos na bancada hidráulica:

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

A equação (2) foi utilizada para se calcular o desvio padrão.

[pic 11]

(2)

Onde:  é o desvio padrão, 𝑛 é o número de valores associados ao cálculo,  𝑋𝑖 é a sequência dos valores de cada amostra e  é o valor da média.[pic 12][pic 13]