Pendulo de torção

1. INTRODUÇÃO

O sistema usado para estudos e experimentos de perda de carga em escoamento de perda de carga em escoamento de fluidos incompressíveis consistiu em um tanque de água, uma bomba de circulação de água. A vazão é medida através de um rotâmetro em LPM (litros por minuto). A medida da perda de carga nos trechos de tubulação é feita através de um tubo em ¨U¨ invertido, para coleta das diferenças de pressão. As perdas de cargas são perdas de energia hidráulicas essencialmente devidas à viscosidade da água e ao seu atrito com as paredes internas. Elas têm por consequência;

• Uma queda de pressão global, em uma rede por gravidade.
• Um gasto de energia suplementar com bombeamento, no recalque.

Para escolher o diâmetro de uma canalização em ferro dúctil revestida internamente com argamassa de cimento, adota-se geralmente um coeficiente de rugosidade k = 0,1 mm. A perda de carga, basicamente, consiste em uma perda energética no escoamento, que aparece como uma diminuição da pressão no escoamento a jusante. A energia dissipada pode converter-se em calor para o próprio fluido. Esta perda de carga, chamada hL, é relacionada na formulade Darcy é a fórmula geral para o cálculo das perdas de carga.

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1. OBJETIVO

Determinar a perda de carga em um sistema de abastecimento pela variação da pressão, pela formula universal de Darcy e pela fórmula de hazen-willians e depois adotar a perda de carga mais adequada para o referido sistema.

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1. CONTEÚDO TEÓRICO

A metodologia utilizada tem como objetivo estabelecer os coeficientes de perda de carga C (Equação de Hazen-Williams) e f (Equação Universal ou de Darcy-Weisbach) através de experimentos práticos. De acordo com Carvalho (2003), existem inúmeras fórmulas para o cálculo da perda de carga em tubulações, dentre elas destaca-se a equação de Darcy-Weisbach, denominada de Equação Universal para o cálculo de perda de carga, a qual pode ser expressa pelas equações em anexo. Com os dados obtidos de comparação no experimento, para ser comparado com os valores da teoria, A perda de carga contínua, utilizada nesse estudo, é considerada ao longo da tubulação, diferentemente da perda e carga localizada, que é devido à presença de conexões e outros aparelhos.

 

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1. MATERIAIS E MÉTODOS

1. Materiais

• Cronômetro
• Manômetro
• Bomba
• Tubulação

1. Reagentes

• Água (H2O)

1. Procedimento experimental

Inicialmente ligou - se a bomba para que água passasse pela tubulação, após certo tempo com a bomba funcionando, utilizou – se o manômetro e verificou - se a pressão em um certo ponto, depois verificou - se em um ponto mais a frente da tubulação a qual água passava por um diâmetro menor havendo assim um aumento na pressão e uma perda de carga. Após a anotação das pressões anotou - se a vazão do sistema utilizando o cronômetro e o tanque com a escala em litros.

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1. RESULTADOS E DISCUSSÃO

Os dados coletados foram:

• Diâmetro da tubulação: 20mm
• Tubo de aço
• Rugosidade (e): 0,5mm
• P1: 86000 Pa
• P2: 65700 Pa
• Vazão (Q) : 1,5 l/s
• Volume (V): 15l
• Tempo (t): 10s
• Comprimento (L): 1,28m

1. Fórmulas

Diferença de pressão

                         ΔH = [pic 1]

   Onde:

   ΔH – Perda de carga

   P1 – P2 – Diferença de Pressão

    - Peso específico[pic 2]

      Hazen – willians

      ΔH =  (10,64 x Q1,85) / (C1,85 x D4,87) x L

Onde:

ΔH – Perda de carga

Q – Vazão volumétrica

  - Coeficiente de perda de carga[pic 3]

 D –diâmetro

 L – Comprimento

Darcy

                     ΔH = F[pic 4]

  Onde:

  ΔH – Perda de carga

  F – Fator de ficção

  L – Comprimento

  v – Velocidade média

  D – Diâmetro

1. Cálculos

Diferença de pressão

O valor do Peso específico ( adotado foi 9.800N/m³. Sendo assim foi possível calcular a perda de carga como o demostrado a seguir.[pic 5]

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