ATPS DE FLUIDOS

ATIVIDADE PRÁTICA SUPERVISIONADA DE SISTEMAS FLUIDOMECÂNICOS

ENGENHARIA MECÂNICA TURMA– 7ª SÉRIE A

Anhanguera Educacional S.A.

Corres

ATIVIDADE PRÁTICA SUPERVISIONADA

Atividade prática supervisionada de Sistemas Fluidomecânicos.

Resumo

Conjunto formado por máquinas e/ou dispositivos cuja função é extrair ou adicionar energia de/para um fluido de trabalho.

O fluido de trabalho pode estar confinado entre as fronteiras do sistema formado pelo conjunto de máquinas e dispositivos, ou escoar através destas fronteiras (o que, para nossa análise, caracteriza um volume de controle na perspectiva da termodinâmica ou da mecânica dos fluidos).

As máquinas, nesta disciplina, são entendidas como transformadores de energia. São constituídas de um motor e um gerador, normalmente acoplados através de um eixo. O motor é acionado por uma certa modalidade de energia, transforma-a em trabalho, que é transmitido, através do eixo, ao gerador. Este, por seu lado, transforma-o na modalidade final de energia desejada. Exemplos típicos: turbina hidráulica, bomba centrífuga, ventiladores, compressores frigoríficos, bomba de ar manual, freio hidráulico de um veículo, dinamômetro hidráulico.

Data

10/04/2013

Etapa 1

Passo 1

Pesquisar em artigos, livros e sites os conceitos de rugosidade, perda de carga e cavitação, com foco na aplicação desses na indústria.

• Conceitos de Rugosidade

Rugosidade é o conjunto de irregularidades, isto é, pequenas saliências deixadas pelo processo de produção (impressões das ferramentas). A rugosidade absoluta é a altura média das saliências da rugosidade de uma superfície medida geralmente em mm .

Já a rugosidade relativa é o quociente da rugosidade absoluta pelo diâmetro interno do encanamento:

ε/d

A rugosidade desempenha um papel importante no comportamento dos componentes mecânicos.

A rugosidade (erros micro geométricos) é o conjunto de irregularidades, isto é, pequenas saliências (picos) e reentrâncias (vales) que caracterizam uma superfície. Essas irregularidades podem ser avaliadas com aparelhos eletrônicos, a exemplo do rugosímetro. A rugosidade desempenha um papel importante no comportamento dos componentes mecânicos. Ela influi na:

Qualidade de deslizamento;

Resistência ao desgaste;

Possibilidade de ajuste do acoplamento forçado;

Resistência oferecida pela superfície ao escoamento de fluidos e lubrificantes;

Qualidade de aderência que a estrutura oferece às camadas protetoras;

Resistência à corrosão e à fadiga;

Vedação;

Aparência.

A grandeza, a orientação e o grau de irregularidade da rugosidade podem indicar suas causas que, entre outras, são:

Imperfeições nos mecanismos das máquinas-ferramenta;

Vibrações no sistema peça-ferramenta;

Desgaste das ferramentas;

O próprio método de conformação da peça.

Composição da superfície

Tomando-se uma pequena porção de uma superfície real, observamos que ela é composta de rugosidade (textura primária), ondulação (textura secundária) e erro de forma (erros macro geométricos).

Rugosidade ou textura primária é o conjunto das irregularidades causadas pelo processo de produção, que são as impressões deixadas pela ferramenta (fresa, pastilha, rolo laminador etc.).

Ondulação ou textura secundária é o conjunto das irregularidades causadas por vibrações ou deflexões do sistema de produção ou do tratamento térmico.

Perfil efetivo de uma superfície

Perfil de rugosidade de uma superfície

Critérios para avaliar a rugosidade

Comprimento de amostragem, le, (Cut-off)

A rugosidade em geral não influi quando o escoamento é laminar, pois a espessura da camada limite nesse caso é maior que as irregularidades das paredes. À medida que a velocidade do escoamento aumenta, o Número de Reynolds também cresce, o perfil de velocidade vai se tornando cada vez mais plano, a camada limite diminui e o efeito da rugosidade vai se tornando cada vez mais dominante. Ao longo do tempo, a rugosidade de um duto aumenta, devido a efeitos como sedimentação e corrosão, em fatores que variam entre 5 e 10 vezes.

• Conceitos de Perda de Carga

Perda de carga é a energia perdida pela unidade de peso do fluido quando este escoa. 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 contínua, 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.

Perdas de carga distribuída (hl): (atrito em trechos de área constante do sistema), quando um líquido flui de (1) para (2) na canalização, parte da energia inicial dissipa-se sob a forma de calor. A soma das três cargas em (2) (Teorema de Bernoulli – TB) não se iguala a carga total em (1). A diferença hf ou hl, que se denomina perda de carga distribuída, é de grande importância p/ os cálculos. Portanto quando ocorre queda de pressão na região de entrada do tubo denomina se perda de carga distribuída e acontece com escoamentos inteiramente desenvolvidos nos quais o perfil de velocidade é constante no sentido do escoamento.

Perdas