ATPS Fenômenos Dos Transportes (etapas 1, 2 E 3).

1. Passo 1 Etapa 1

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

• Para dimensionar as arestas do tanque principal, calculamos a raiz cúbica do seu volume:

50 litros = 0,05m³

Então ³√0,05 = 0,368403149m

Aproximamos para 368,41mm dando um valor de 50, 003 litros.

• Para dimensionar as arestas do tanque auxiliar, calculamos a raiz cúbica do seu volume:

3 litros = 0,003m³

Então ³√0,003 = 0,144224957m

Aproximamos para 144,23mm dando um valor de 3,0003 litros.

Obs.: Adotamos 2,5cm o diâmetro do tubo que interliga os tanques.

Utilizamos o SolidWorks para o desenvolvimento do nosso projeto:

• layout com o dimensionamento dos tanques;

• dimensionamento das tubulações;

• bombas;

• fixação da resistência;

• fixação do motor;

• conectores e circuitos de acionamento.

2. Passo 2 Etapa 1

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.

ρH2O = 0,998 g/cm³ = 998 kg/m³

g = 9,81 m/s²

v = 50 L = 0,05m³

ρ = m / v

então 998 = m / 0,05

m = 49,9 kg

γ = ρ * g

então γ = 998 * 9,81

γ = 9790,38 N/m³

3. Passo 3 Etapa 1

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 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. É geralmente simbolizada pela letra grega minúscula "μ" e tem a dimensão de força por unidade de área. Sua unidade no S.I. é poise (1 poise = 0,1N.s/m2). Em termos práticos com água fria, frequentemente trabalha-se com μ = 1,03x10-4 kgf.s/m2.

• 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 (μ/ρ) e é geralmente simbolizada pela letra grega minúscula "v". Sua unidade no S.I. é stoke (1stoke = 1cm2/s). Habitualmente trabalhamos com v = 1,01.10-6m2/s, que corresponde a viscosidade da água a 20ºC, aproximadamente. A viscosidade pode ser aumentada pelo uso de sal, excesso de sal pode, entretanto, levar a uma diminuição da viscosidade após atingir um máximo. Uma explicação para o efeito do sal se deve à compressão da dupla camada elétrica existente entre duas superfícies micelares carregadas, o que leva à redução de sua carga efetiva e menores forças intermicelares repulsivas.

4. Passo 1 Etapa 2

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

γH2O = 9790,38 N/m³

h = ,36841 m

P = γ * h

então P = 9790,38 * 0,36841

P = 3606,87 Pa

• Tanque Auxiliar

γH2O = 9790,38 N/m³

h = 0,14423 m

P = γ * h

então P = 9790,38 * 0,14423

P = 1412,07 Pa

Passo 2 Etapa 2

Encontrar qual é a vazão de enchimento do Tanque