A Mecanica dos Fluidos

Etapa 3

Passo 2

Na equação de Bernoulli temos que a para o escoamento de um fluido incompressível ideal, os parâmetros se relacionam conforme a equação de Bernoulli:

[pic 1] 

Onde

z: altura em relação a um plano de referência. Muitas vezes, é simbolizada pela letra h.

p: pressão do fluido.

ρ: massa específica do fluido.

c: velocidade do fluido.

g: aceleração da gravidade.


A equação de Bernoulli é, na realidade, o princípio da conservação da energia aplicado ao escoamento de um fluido incompressível ideal (não há perdas por atrito). Sendo assim, temos que a energia da primeira seringa maior é passada para a seringa menor, tendo assim a energia como constante, pois temos o mesmo fluido, mas em áreas diferentes e com velocidades diferentes, mas sem perda.

passo 3

Temos a área da seringa de 20 ml de 2,54 cm² e a seringa de 10 ml de 1,13 cm², onde uma força de 5 N atua no braço. Como já calculamos a pressão, a pressão seria de 4,42 N/ cm² na seringa de 10 ml e de 1,96 N/ cm² na de 20 ml.

Assim sendo, temos uma pressão media de 3,19 N/cm² ( das etapas 1 e 2), para que o movimento no braço mecânico ocorra. Sendo assim, podemos calcular o transporte de massa e o transporte de volume, sendo que temos duas seringas, de 20 ml e de 10 ml. Podemos admitir a velocidade com 1 cm/s.

O transporte de massa seria:  Q = v.A

Sendo a área da seringa de 20 ml de  2,54 cm², a vazão da primeira seringa seria de 2,54 cm³/s e a velocidade da seringa de 10 ml seria de 2,24 cm/s, aumentando a velocidade pois diminuiu a área.

Passo 4

O torque pode ser calculado facilmente, usando a formula T = F. d

Tendo a distancia da primeira articulação de 10 cm, temos:

T = F x 10

Mas não temos a Força F, mas sabemos que F = P x A ( sendo P pressão e A a área)

Substituindo F na formula, temos:

T = P x A x 10

O torque na primeira articulação ficaria assim:

T = 3,19 x 2,54 x 10

T = 81 N cm ou  0,81 Nm

O torque na segunda articulação de 5,5 cm ficaria:;

T = P x A x d

T = 3,19 x 1,13 x 5,5

T =  19, 82 Ncm ou 0,198 Nm

Conclusões finais

O Projeto da ATPS de Mecanica dos Fluidos - Braço Mecânico Hidráulico - proporcionou uma aprendizagem prática e integrada das disciplinas estudadas até esse modulo do Curso de Engenharia Mecânica. Explorar a criatividade, o desenvolvimento da capacidade de relacionamento interpessoal, interação para realizar um excelente trabalho em equipe, foram algumas das metas alcançadas pelo grupo. Sobre o braço mecânico, podemos dizer que sua parte física foi desenvolvida de acordo com o esperado e o tempo disponível.

Como esperado do projeto, o braço mecânico conseguiu atender aos requisitos, onde ele pode movimentar objetos, aplicando uma pequena força na seringa de diametro menor, assim podendo transmitir a pressão através do fluido ( agua) para a seringa de diâmetro maior, no intuito de ter um aumento da força aplicada. Conforme os cálculos acima, podemos constatar que de fato há um aumento da força aplicada na seringa de maior diâmetro e consequentemente de maior área. Assim, possibilitou movimentar pequenos objetos utilizando uma força de intensidade menor, e também  provando que nesse sistema o Principio de Pascal é visível e comprovado.