Ensaio Perca de Carga - Fenomenos de Transporte
Por: Gabriel Alves • 14/6/2019 • Ensaio • 1.470 Palavras (6 Páginas) • 258 Visualizações
UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ
Gabriel Domingues Alves - 33296
Ensaio
PERDA DE CARGA
ITAJUBÁ
2017
UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ[pic 1]
Gabriel Domingues Alves - 33296
Ensaio
PERDA DE CARGA
Relatório experimental direcionado ao Prof.ª Rubenildo como requisito para aprovação na disciplina de EME412P da Universidade Federal de Itajubá.
ITAJUBÁ
2017
SUMÁRIO[pic 2]
INTRODUÇÃO 4
OBJETIVOS 6
MATERIAIS E MÉTODOS 6
PROCEDIMENTOS 8
RESULTADOS E MEMORIAL DE CÁLCULO 8
DISCUSSÃO DOS RESULTADOS 12
CONCLUSÃO 12
REFERÊNCIAS 12
INTRODUÇÃO
Sempre que um líquido escoa no interior de um tubo de um ponto para outro, haverá uma certa perda de energia, denominada perda de pressão ou perda de carga. Esta perda de energia é devido ao atrito com as paredes do tubo e devido à viscosidade do líquido em escoamento. Quanto maior for a rugosidade da parede da tubulação, isto é, a altura das asperezas, maior será a turbulência do escoamento e, logo, maior será a perda de carga.
Já há cerca de dois séculos estudos e pesquisas vêm sendo realizados, procurando estabelecer leis que possam reger as perdas de carga em condutos. Várias fórmulas empíricas foram estabelecidas no passado e algumas empregadas até com alguma confiança em diversas aplicações de engenharia, como as fórmulas de Hazen-Williams, de Manning e de Flamant.
Atualmente a expressão mais precisa e usada universalmente para análise de escoamento em tubos, que foi proposta em 1845, é a conhecida equação de Darcy-Weisbach:
[pic 3] (1)
Onde:
hf = perda de carga ao longo do comprimento do tubo;
f = fator de atrito (adimensional);
L = comprimento do tubo (m);
V = velocidade do líquido no interior do tubo (m/s);
D = diâmetro interno do tubo (m);
g = aceleração da gravidade local (m/s2);
J = hf /L = perda de carga unitária.
Na literatura técnica existem algumas fórmulas empíricas para o cálculo da perda de carga. A equação de Hazen-Williams é uma delas:
[pic 4] (2)
Onde:
C - coeficiente que depende do material do tubo;
L - comprimento total da tubulação;Q - vazão volumétrica;D - diâmetro interno da tubulação.
O coeficiente de atrito f também pode ser obtido no diagrama de Moody.
OBJETIVOS
Visualização da perda de carga em tubos e medir a perda de carga em um trecho reto de um tubo e comparar com o resultado da fórmula universal de Darcy-Weisbach.
MATERIAIS E MÉTODOS
Foram utilizados os seguintes materiais:
- Cronômetro,
Marca: Stopwatch
Modelo: 0F0200;
- Paquímetro analógico
Marca: Stainless Hardened
Capacidade máxima: 0 - 200 mm / 0 - 8”
Resolução: +/- 0,02 mm
Erro: +/- 0,01 mm
- Proveta graduada
Capacidade máxima: 1000 mL;
Marca: Labor quimi;
- Termômetro
- Manometro
Foi utilizada uma bancada para a determinação da perda de carga. O diâmetro da tubulação foi medida, obtendo o valor de 6,6 mm, sendo ela com trecho reto de 1 m.
O desenho esquemático da bancada de ensaios pode ser observada na figura 01; a qual é composta por uma tubulação horizontal, tubos piezométricos e um reservatório contendo água.
Figura 01 - Esquema de perda de carga distribuída
[pic 5]
Dessa forma, a perda de carga em tubos (hf) pode ser obtida experimentalmente realizando a leitura de um manômetro ligado às tomadas piezométricas.
Para a sua determinação calculada, é necessário utilizar a fórmula de Darcy-Weisbach:
hf = f L * u² / D * 2g
Sendo: f: fator de atrito
L: comprimento do tubo (m)
D: diâmetro interno do tubo (m)
u: velocidade média do escoamento do fluido (m/s)
g: aceleração da gravidade (9,807 m/s²)
Assim, para o cálculo do fator de atrito (f), é necessário calcular o número de Reynolds, fazendo:
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