Definição E Propriedades Dos Fluidos

ETAPA 1

Aula-tema: Definição e Propriedades dos Fluidos

Passo 1

Definir a geometria que utilizará para desenvolver o tanque principal, considerando que ele tenho 50 litros de água quando completamente cheio; o tanque auxiliar que tenho 3litros de água quando completamente cheio e um tubo que fica quase perpendicular e conecta os dois tanques, com diâmetro de 10 cm na saída e um comprimento de 15 cm. Desenhar o layout do projeto com o dimensionamento dos tanques, dos canos, bombas, fixação das resistências e locais onde ficarão conectores e circuitos de acionamento. Desenhar o tanque principal e o auxiliar com o auxilio de software disponível na unidade ou outro em comum acordo com o professor.

Passo 2

Determinar o valor da massa de água e o peso específico da água quando o tanque principal estiver completamente cheio de acordo com a geometria escolhida. Para efeito de cálculos, considerar que a massa especifica da água é igual a 0,998 g/cm³. Adotar a aceleração da gravidade igual a 9,81 m/s.

Massa da água

P= 0,998 g/cm³

g= 9,81 m/s

50L = 50000 cm³

P= m/v

M= p.v=50000x0.998=49900g

Peso especifico da agua= 0.998x981= 979 g/cm^2.s

Passo 3

Pesquisar em livros da área, revistas e jornais ou sites da internet sobre a viscosidade da água e por que especialistas em aquários recomendam utilizar sal como uma forma de alterar a viscosidade em torno do peixe.

Viscosidade é a resistência apresentada por um fluido à alteração de sua forma, ou aos movimentos internos de suas moléculas umas em relação às outras. A viscosidade de um fluido indica sua resistência ao escoamento sendo o inverso da viscosidade, a fluidez. Devido a sua ligação de hidrogênio, justifica-se a causa da água ser pouco viscosa, pois a ligação estre as moléculas é muito forte, fazendo com que elas sejam muito unidas, e se há uma perturbação em uma molécula, as moléculas ao seu redor, devido a forte ligação, também sofreram consequência desta perturbação. A água em escoamento reage à tensão de cisalhamento, sofrendo uma deformação angular que é proporcional a essa tensão. Somente viscosidade, é a constante de proporcionalidade definida como a razão entre essa tensão de cisalhamento e o gradiente de velocidade.

Se adicionar sal culinário à água do aquário, isto vai aumentar a resistência dos peixes. O sal estimula a formação de viscosidade na superfície do corpo, de modo que bactérias nocivas e parasitas são parcialmente repelidos. Além disso, o sal dificulta a reprodução de bactérias na água. Por isso os especialistas em aquários recomendam utilizar sal como uma forma de alterar a viscosidade em torno do peixe.

Passo 4

Elaborar um relatório parcial com desenho do projeto e os cálculos envolvidos.

O desafio proposto tem como tema: Definição e Propriedades dos Fluidos. O objetivo é compreender as propriedades dos fluidos e calculá-los para o desenvolvimento do projeto.

Na primeira etapa foram feitos os cálculos da massa e peso especifica da água com um esboço dos tanques principal e auxiliar, e um estudo sobre viscosidade da água para facilitar o desenvolvimento do projeto. E Se adicionar sal culinário à água do aquário, isto vai aumentar a resistência dos peixes. O sal estimula a formação de viscosidade na superfície do corpo, de modo que bactérias nocivas e parasitas são parcialmente repelidos. Além disso, o sal dificulta a reprodução de bactérias na água. Por isso os especialistas em aquários recomendam utilizar sal como uma forma de alterar a viscosidade em torno do peixe.

ETAPA 2

Aula-tema: Estática dos Fluidos. Cinemática dos Fluidos

Passo 1

Calcular a pressão no fundo do tanque principal e do tanque auxiliar, quando estiver completamente cheio, ambos abertos a atmosfera, de acordo com a geometria estabelecida.

Tanque Principal

l= 30cm

b= 70cm

h= 31,25cm

P= j.h

P= 979x31,25

P= 30591gs^-1/cm

Tanque Auxiliar

l= 10,6cm

b=11cm

h=29,25cm

P= j.h

P= 979x31,25

P= 30591gs^-1/cm

Passo 2

Encontrar qual é a vazão de enchimento da câmara e quanto tempo é gasto em minutos, considerando que o tubo queconecta o tanque principal ao auxiliar tem 10 cm de diâmetro e que a velocidade média na tubulação seja no máximo 2 m/s, e de acordo com a geometria estabelecida.

A= π x D²

A = 3,14 x (0,1)²

A= 0,0314m²

Q= 2 x 0,0314

Q= 0,0628 m³/s

Q= (0,0628 m³)/(1 s)

Tempo em Minutos

1 s _________ 0,0628 m³/s

60 s ________ X

X = 3,768 m³/min

Passo 3

Calcular o numero de Reynolds e descobrir qual é o regime de escoamento para a tubulação que faz o enchimento do tanque principal.

Re = (2*0,1)/(1*10^-6)

Re = 2*10^5

Passo 4

Elaborar um relatório parcial com os cálculos envolvidos nessa etapa.

Na segunda etapa foram feitos os cálculos de pressão dos tanques respeitando a geometria que foi escolhida, calculamos a vazão, tempo e velocidade média de enchimento da câmara considerando o tubo já conectado ao tanque principal e finalizando com o cálculo do numero de Reynolds que permite avaliar o tipo do escoamento