Escoamento permanente de fluidos incompressíveis condutos forçados
Por: Gabriel Nogueira • 21/10/2021 • Ensaio • 1.193 Palavras (5 Páginas) • 144 Visualizações
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO CIENCIA E TECNOLOGIA DE SÃO PAULO – CAMPUS ITAPETININGA[pic 1]
GABRIEL NOGUEIRA RODRIGUES
GABRIEL VINICIUS ASSAI VAZ
JOSÉ ANTONIO FERREIRA
RODRIGO DA SILVA GOMES
ESCOAMENTO PERMANENTE DE FLUIDOS INCOMPRESSÍVEIS EM CONDUTOS FORÇADOS – PERDA DE CARGA DISTRIBUIDA
Itapetininga – SP
2018
Sumário
1. OBJETIVO 1
2. INTRODUÇÃO TEÓRICA 2
3. MATERIAIS E MÉTODOS 3
4. RESULTADOS 5
5. CONCLUSÃO 9
6. REFERÊNCIAS 10
OBJETIVO
O objetivo deste relatório é reportar a perda de carga distribuída em um trecho de uma tubulação, variando o parâmetro de rugosidade dos condutos, bem como determinar o coeficiente de perda de carga distribuída (f).
INTRODUÇÃO TEÓRICA
O relatório mostrará os procedimentos e resultados apresentados na atividade prática, cujo o objetivo foi analisar o escoamento permanente dos fluídos, os quais são incompressíveis e observados em condutos forçados. No experimento, verificamos a perda de carga que foi distribuída na tubulação, no qual, foi variado seus parâmetros e a rugosidade dos condutos.
Utilizamos a equação de Darcy – Weisbach para calcular a perda de carga distribuída, que é expressada como:
[pic 2]
Onde:
hf- Perda de carga distribuída;
f- Coeficiente de atrito [f (Re, Dh/K)];
L- Comprimento de tubulação;
Dh- Diâmetro hidráulico;
v- Velocidade média [f(Q)];
g- Aceleração da gravidade.
A perda de carga distribuída no sistema é obtida através dos parâmetros apresentados no experimento, e, variam de acordo com os mesmos, como a velocidade utilizada, o comprimento da tubulação, chegando assim ao resultado esperado.
MATERIAIS E MÉTODOS
Componentes da bancada de mecânica dos fluidos utilizados no experimento:
- Reservatório graduado para medida de vazão;
- Tubo de PVC Ø3/4” liso, com válvula tipo esfera de mesmo diâmetro;
- Tubo de PVC Ø3/4” rugoso, com válvula tipo esfera de mesmo diâmetro;
- Bomba hidráulica 1/3 HP;
- Piezômetro com coluna de 1.5 m;
- Mangueiras.
[pic 3]
Figura 1: Bancada de mecânica dos fluidos – seção perda de carga distribuída.
As mangueiras foram conectadas às tomadas de pressão do tubo estudado e às conexões do piezômetro, conforme mostra a Figura 2.
[pic 4]
Figura 2: Conexão tomada de pressão – piezômetro
Com a bomba ligada, o registro da entrada da bomba foi aberto de modo a realizar o procedimento de retirada de ar do sistema, qual foi executado pelos professores.
Após a preparação, a válvula de esfera foi aberta vagarosamente, partindo de uma pequena vazão à vazão máxima (válvula totalmente aberta). Foram realizadas 10 alterações na vazão do sistema, onde em cada alteração foram adquiridos dados de volume do reservatório, tempo até que o sistema atingisse a medida pré-estabelecida e pressão do sistema.
O procedimento descrito acima foi utilizado para a tubulação de Ø3/4” lisa e para a tubulação de Ø3/4” rugosa.
RESULTADOS
- CONDUTO DE 3/4" LISO
Os dados coletados para este conduto estão expostos na tabela 1, a seguir:
Tabela 1 – Dados coletados e processados referente ao conduto de 3/4” Liso.
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A partir destes dados, pode-se construir dois gráficos, um de perda de carga (Hf) em função da vazão (Q) exposto na Figura 3, e outro do coeficiente de perda (f) em função do número de Reynolds, ilustrado na Figura 4.
[pic 6]
Figura 3 - Gráfico de perda de carga (Hf) em função da vazão.
Diante da Figura 1, é possível analisar que a perda de carga distribuída (Hf) aumenta em função do aumento da vazão do sistema, sendo então possível afirmar que quanto maior a vazão, maior será a perda energia por unidade de peso do fluido.
[pic 7]
Figura 4 – Gráfico do coeficiente de perda de carga (f) em função do número de Reynolds.
De acordo com o gráfico ilustrado na Figura 4, primeiramente levamos em questão a influência do número de Reynolds, ou seja, como já se sabe, para um escoamento laminar teremos o número Reynolds (Re) < 2000 e para escoamentos turbulentos Re > 2400. Com isso em mente é possível perceber que o escoamento em questão é turbulento e que também o coeficiente de perda de carga (f) diminui à medida que o número de Reynolds aumenta.
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