Fenomenos De Transporte

INDICE

ETAPA 1 - Confeccionar o protótipo de um sistema de bombeamento e aquecimento de água simplificado.

Passo 1 – Desenhar o lay out do projeto com devidos dimensionamentos

Passo 2 – Determinar o valor de massa de água e peso específico

Passo 3 - Pesquisar sobre viscosidade da água e a utilização de sal no aquário

Passo 4 – Elaborar relatório parcial com desenho do projeto e cálculos

ETAPA 2 - Compreender os conceitos envolvidos nos cálculos de pressão e vazão de fluídos.

Passo 1 - Calcular a pressão no fundo dos tanques quando estiverem completamente cheios

Passo 2 – Encontrar a vazão de enchimento da câmara e tempo gasto em minutos

Passo 3 – Calcular o número de Reynolds e regime de escoamento

Passo 4 – Elaborar relatório parcial com desenho do projeto e cálculos

DEFINIÇÃO E PROPRIEDADES DOS FLUÍDOS

Definir a geometria que utilizará para desenvolver o tanque principal, considerando que ele tenha 50 litros de água quando completamente cheio; o tanque auxiliar que tenha 3 litros de água quando completamente cheio e um tubo que fica quase que perpendicular e conecta os dois tanques, com diâmetro de 10 cm na saída e um comprimento de 15 cm.

Definição da geometria. Etapa 1

Passo 1:

Passo 2:

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 auxílio de software disponível na unidade ou outro em comum acordo com o professor.

Determinar o valor de 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 específica da água é igual a 0,998 g/cm3. Adotar a aceleração da gravidade igual a 9,81 m/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 DA ÁGUA

A viscosidade, é a maior ou menor habilidade dos fluidos resistirem a mudanças de forma, a volume constante.

Porque é que a água escoa mais rapidamente do que o mel? A resposta rápida, porque o mel é mais viscoso.

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Principais Propriedades da Água

Conhecer as propriedades da água, quer ela esteja em repouso ou em movimento, é fundamental para a solução correta dos vários problemas do dia a dia do engenheiro hidráulico. Estes problemas envolvem princípios e métodos de armazenamento, conservação, controle, condução, utilização, etc, e estão presentes desde a elaboração dos projetos até o último dia de sua operação.

Entre as peculiaridades da água está a de ser uma substância encontrada no estado sólido, líquido e gasoso na superfície da terra, ou seja, ela pode ser facilmente encontrada em três fases na natureza,

Massa específica

Massa específica de uma substância é a massa por unidade de volume. Depende da dimensão e da estrutura de ligação das moléculas entre si. Devido a esta dependência e a sua estrutura molecular peculiar é que a água é uma das poucas substâncias que aumentam de volume quando passam a temperaturas inferiores a 4oC, reduzindo, portanto, sua massa específica a partir desta temperatura, a medida que é aquecida ou resfriada. Esta propriedade se não analisada com o máximo de acuidade em fase de projeto, pode trazer problemas irreparáveis de ordem estrutural às unidades do sistema na fase de operação.

Densidade relativa

Denomina-se de densidade relativa a relação entre a densidade da água a uma determinada temperatura e sua densidade a 4°C, neste ponto definida como igual a unidade. É geralmente simbolizada pela letra grega minúscula "d ". Como é uma relação entre grandezas de mesma unidade é, portanto, adimensional. Frequentemente emprega-se d = 1,0 para solução de problemas com água, principalmente nos pré-dimensionamentos .

Peso específico

Peso específico é o peso por unidade de volume, ou seja, é o valor da massa específica multiplicada pela aceleração de gravidade local, ou seja, g = r .g. É geralmente simbolizado pela letra grega minúscula "g ". No S.I. peso específico sempre é expresso em Newton por metro cúbico (N/m3).

Nos cálculos hidráulicos habituais com água, utiliza-se g = 1000 kgf/m3 sem muitas reservas, pois como podemos observar na Tabela 1, para temperaturas no intervalo de 0oC a 30 oC, não há uma sensível alteração nos valores da densidade (menos de 5%).

Viscosidade dinâmica

A água em escoamento reage à tensão de cisalhamento, sofrendo uma deformação angular que é proporcional a essa tensão. Coeficiente de viscosidade, viscosidade dinâmica, viscosidade absoluta ou somente viscosidade, é a constante de proporcionalidade definida como a razão entre essa tensão de cisalhamento e o gradiente de velocidade.

Viscosidade cinemática

Em estudos hidráulicos muitas vezes é conveniente utilizarmos o conceito de viscosidade cinemática, que é uma grandeza definida a partir da relação entre a viscosidade e a densidade (m /r ) e é geralmente simbolizada pela letra grega minúscula "n". Sua unidade no S.I. é stoke (1stoke = 1cm2/s). Habitualmente trabalhamos com n = 1,01.10-6m2/s, que corresponde a viscosidade da água a 20oC, aproximadamente.