A Mecânica dos fluidos Faculdade Anhanguera de Joinville
Por: Rafael Machado • 11/11/2020 • Trabalho acadêmico • 978 Palavras (4 Páginas) • 128 Visualizações
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AP 2 - Experimento Jatos livres
Mecânica dos fluidos Faculdade Anhanguera de Joinville
18 pag.
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FACULDADE ANHANGUERA UNIDADE JOINVILLE ENGENHARIA ELÉTRICA E CIVIL
AP 2 - EXPERIMENTO JATOS LIVRES
Maicon Nunes Pereira Aleandro Uber
FENÔMENOS DE TRANSPORTE
Profº. Najeh
JOINVILLE OUTUBRO/2020
OBJETIVO
Este laboratório virtual realiza uma análise do comportamento de um fluido que inicialmente se encontra em um reservatório e posteriormente escoa por um orifício para o ambiente externo. A velocidade de escoamento e o alcance horizontal do jato podem ser encontrados de forma experimental e seus valores podem ser comparados com aqueles encontrados utilizando as equações para jatos livres.
Ao final deste experimento, você deverá ser capaz de:
Observar a aplicação da equação de Bernoulli (conservação da energia) no escoamento de fluidos;[pic 9]
Entender a aplicação e a abrangência da equação da continuidade na mecânica dos fluidos;[pic 10]
Visualizar aplicações cotidianas do escoamento de fluidos em orifícios e bocais e sua importância na engenharia;[pic 11]
Calcular a vazão de descarga através de um orifício;[pic 12]
Determinar experimentalmente o coeficiente de descarga para um dado orifício; Calcular o alcance horizontal de um jato em descarga;[pic 13][pic 14]
Entender a independência entre as componentes x e y no movimento oblíquo cinemático, inclusive no movimento de fluidos.[pic 15]
ONDE UTILIZAR ESSES CONCEITOS?
O conhecimento do comportamento dos jatos livres é de grande importância para a hidráulica, algumas das aplicações mais comuns são: tomadas de água em sistemas de abastecimento; sistemas de irrigação por aspersão e drenagem na agricultura; e projeto e dimensionamento de vertedouros em usinas hidrelétricas e floculadores do tipo bandejas, encontrados em estações de tratamento de água e esgoto.
O EXPERIMENTO
Neste laboratório virtual, você seguirá as instruções contidas no roteiro para fazer a aquisição de dados da altura da coluna de água do reservatório vertical em relação ao orifício e do alcance horizontal do jato. Ao realizar a análise desses dados e aplicar os conceitos e equações encontrados no resumo teórico de jatos livres, é possível compreender o comportamento deste fenômeno. É essencial para o funcionamento adequado do experimento e correta aquisição de dados que as instruções contidas no roteiro sejam seguidas corretamente.
SEGURANÇA
Para a realização deste experimento não são necessários equipamentos de proteção individual. As instruções do roteiro são pensadas para que o experimento ocorra sem que haja incidentes, garantindo que não ocorram imprevistos durante a utilização do laboratório.
CENÁRIO
No laboratório se encontra uma bancada que é composta por dois tanques de acrílico cristal, um na vertical e outro na horizontal. Eles são interligados através de uma bomba de deslocamento positivo (diafragma). A bomba retira a água do tanque horizontal e preenche o tanque vertical. A água do tanque vertical escoa para o tanque horizontal através de uma válvula, na qual podem ser enroscados plugues com orifícios de diferentes diâmetros. A operação e controle da bomba são feitos pelo quadro elétrico de comando.
Tanto o tanque vertical como o horizontal possuem uma escala graduada para que sejam feitas as medidas do nível de coluna de água e do alcance do jato, respectivamente. Com o intuito de facilitar a medição do alcance do jato, uma régua de referência e uma régua auxiliar estão acopladas ao tanque horizontal.
Os experimentos são realizados com o auxílio da válvula esfera, que deve operar sempre totalmente aberta ou fechada. Sua abertura permite que a água escoe do tanque vertical para o horizontal, passando pelo bocal desejado.
A bancada possui um quadro elétrico que apresenta botoeiras de LIGA, DESLIGA e EMERGÊNCIA, além de sinaleiros indicadores de quadro energizado e sistema operando. A vazão da bomba pode ser controlada através de um potenciômetro presente neste quadro. Como medida de segurança, para que não haja transbordamento, o tanque vertical apresenta um sensor de nível alto, que desliga a bomba quando é alcançado.
PRÉ-TESTE
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- ENSAIOS NO LABORATÓRIO VIRTUAL (PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL)
- Bico de 4mm
De 760mm a 710mm
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De 700mm a 650mm
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De 640mm a 590mm
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De 550mm a 500mm
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De 490mm a 440mm
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Dados coletados
Orifício com diâmetro de 10 mm | |||||||||
Intervalo 1 | Intervalo 2 | Intervalo 3 | Intervalo 4 | Intervalo 5 | |||||
h1 | h2 | h1 | h2 | h1 | h2 | h1 | h2 | h1 | h2 |
750 mm | 700 mm | 650 mm | 600 mm | 580 mm | 530 mm | 500 mm | 450 mm | 430 mm | 380 mm |
Tempo 1 | Tempo 2 | Tempo 3 | Tempo 4 | Tempo 5 | |||||
00:00:20,12 | 00:00:22,07 | 00:00:23,87 | 00:00:26,04 | 00:00:28,55 | |||||
Coeficiente de Descarga 1 | Coeficiente de Descarga 2 | Coeficiente de Descarga 3 | Coeficiente de Descarga 4 | Coeficiente de Descarga 5 | |||||
20,139 | 19,775 | 19,404 | 19,228 | 18,995 | |||||
Coeficiente de Descarga Médio | |||||||||
19,508 | |||||||||
Desvio Padrão | |||||||||
0,405 | |||||||||
Desvio Relativo | |||||||||
2,08% |
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