Dinâmica da Altura de um Fluido em um Reservatório

MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO

[pic 1][pic 2]

UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO

CAMPUS UNIVERSITÁRIO DO ARAGUAIA

INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA

ENGENHARIA DE ALIMENTOS

TRANSFERÊNCIA DE QUANTIDADE E MOVIMENTO

BARRA DO GARÇAS - MT

Junho – 2019

Bruna dos Santos Dourado

Luiz Henrique Marques Borges

Paloma Jurgenfeld Bispo da Silva

Tarcisio Alves Andrade Capanema

Viviane Gaedke Oliveira

Wglêdson Cândido Peres

TRANSFERÊNCIA DE QUANTIDADE E MOVIMENTO– AULA PRÁTICA 1

(Dinâmica da Altura de um Fluido em um Reservatório)

Trabalho de TQM elaborado pelos alunos do

curso de Engenharia de Alimentos. O presente

trabalho têm como objetivo explanar o que foi

instruído        pela        professora e        relatar        o  que        foi

vislumbrado em laboratório.

Professora Mª. Renata Lázara de Araújo

BARRA DO GARÇAS – MT

Junho- 2019

1. INTRODUÇÃO

[pic 3]

Entende-se por fluido um conjunto de moléculas que estão aleatoriamente arranjadas e mantidas juntas por forças coesivas fracas entre moléculas e por forças exercidas pelas paredes de um recipiente (SERWAY, 2012). Além disso, é uma substância que não tem uma forma própria, assume o formato do recipiente (BRUNETTI, 2008, p.1) e são denominados líquidos e gases. A forma de como o fluxo se comporta é denominado de escoamento que será turbulento quando o fluxo é irregular, e o escoamento será laminar quando as partículas do fluido não se cruzam, seguem uma trajetória suave e sua velocidade em qualquer ponto permanece constante no tempo.

O campo de aplicação do escoamento de fluido tem grande aplicação prática, segundo Brunetti (2008), canais e condutos, a lubrificação, os corpos flutuantes, as máquinas hidráulicas, a ventilação, a aerodinâmica e muitos outros assuntos lançam mão das leis da Mecânica dos Fluidos para obter resultados de aplicação.

Utilizando um modelo matemático não linear de primeira ordem deduzido a partir do princípio da conservação da massa e pelo princípio da conservação de energia descrita pela equação de Bernoulli (BRUNETTI, 2008; SISSOM e PITTS, 1988; MASSEY, 2002; YOUNG e FREEDMAN, 2008), assim, podemos encontrar os resultados de acordo com os dados obtidos em aula prática e compará-los com os teóricos.

2. OBJETIVOS

[pic 4]

2.1 Objetivo Geral:

   

    Realizar simulação dinâmica e validar o modelo com o comportamento dinâmico da altura a coluna de fluido em um tanque circular em um processo contínuo.

3. MATERIAIS E MÉTODOS

[pic 5]

3.1 Materiais Utilizados

3.1.1 Objetos e Vidrarias:

• Tanque cilíndrico;
• Cronômetro;

• Régua;

• Paquímetro; 

• Proveta graduada;

3.1.2 Reagentes:

• Água ;

3.1.3 Equipamentos:

3.2 Métodos Utilizados

3.2.1 Preparo da Amostra:

Para a preparação do sistema de escoamento do fluido utilizou-se dois recipientes de armazenamento de água, onde posicionou-se um acima do outro de forma que o primeiro tivesse a válvula de abertura voltada para a entrada do segundo, ambos em alturas diferentes.

3.2.2        Procedimento experimental:

Posicionou-se em frente a válvula do recipiente 1 uma proveta de 500 mL, cronometrou-se o tempo usado para que a mesma fosse completada com água. Anotou-se os valores para cálculos de processo do sistema.        

3.3.2 Simulação do processo:

        Completou-se os recipientes até sua capacidade máxima e observou-se o escoamento em questão de altura do fluido e tempo que o recipiente 1 esvaziaria completamente com aberturas das válvulas de escoamento em 25% da sua capacidade e 100% da sua capacidade respectivamente, primeiro teste feito de 10 em 10 segundos e o segundo teste de 20 em 20 segundos até finalizar o processo, anoutou-se os valores para os cálculos de escoamento do sistema em questão.  

4. RESULTADOS E DISCUSSÃO

[pic 6]

4.1 Elucidação técnica do experimento

4.1.1 Cálculos utilizados no estudo do comportamento do fluido:

O procedimento foi realizado de forma a seguir um padrão definido em aula, o mesmo era para avaliar a capacidade e o comportamento dinâmico do fluido em relação ao escoamento, tempo e coluna do fluido no sistema.

Os cálculos e valores obtidos são demonstrados da seguinte forma:

• Equações básicas e fundamentais:

[pic 7]

Simplificando tem – se:

[pic 8]

[pic 9]

[pic 10]

[pic 11]

[pic 12]

• Calculo do Erro ([pic 13][pic 14]

[pic 15][pic 16]

[pic 17]