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DESAFIO

João Paulo e sua família saíram de viagem em uma caminhonete, de sua casa, na cidade de São Paulo, em direção à praia na cidade de Santos. Durante a viagem, João, em virtude dos barulhos de seus filhos Lucas (7 anos) e Matheus (14 anos), não percebeu que a sinalização do sensor de seu tanque de gasolina mostrava que o combustível estava terminando, e só notou o ocorrido quando o carro “gastão” (consome 1 litro de gasolina a cada 8 km rodados) apresentou problemas, e não havia qualquer posto de combustível por perto; portanto, João Paulo não poderia prosseguir sua viagem. Um grupo de jovens que passava pelo local, com um carro, resolveu parar e fornecer um pouco de combustível para que João conseguisse chegar ao posto mais próximo. Esse grupo possuía um tanque quase cheio de gasolina, que, quando completo, chega a 60 litros. O grupo teve a ideia de utilizar uma mangueira (que João Paulo possuía em seu porta- malas para lavar o carro) e criar um sistema de bombeamento do carro para uma garrafa PET, e, assim, fornecer a quantidade necessária para que João Paulo conseguisse chegar até o próximo posto de combustível, localizado a 24 km do local.

Objetivo do Desafio Na vida profissional de um engenheiro, algumas das variáveis de controle mais importantes num processo produtivo de uma empresa a serem controladas são: o nível de fluidos, sua vazão, viscosidade, pressões etc, ou seja, o estudo de fenômenos de transporte. Todas as empresas, em algum momento de seu processo, envolverão uma dessas variáveis, seja na produção diretamente ou na sua infraestrutura.

ETAPA 1 (tempo para realização: 05 horas)

Aula-tema: Definição e Propriedades dos Fluidos.

Esta atividade é importante para você compreender as propriedades dos fluidos e calculá-los para o desenvolvimento do projeto. Para realizá-la, devem ser seguidos os passos descritos.

PASSOS

Passo 1 (Equipe)

Pesquisar em livros da área as numerosas aplicações da mecânica dos fluidos num automóvel, principalmente quanto aos componentes associados ao transporte de combustível.

Passo 2 (Equipe)

1 Explicar como deve ser iniciado o bombeamento, uma vez que: Matheus sugeriu que a garrafa seja colocada no chão (por questão de segurança); João Paulo acredita que a garrafa deva ser colocada no nível do tanque para facilitar o escoamento; e o grupo de jovens acredita que a garrafa deva ser colocada acima do nível do tanque de gasolina, como modo de capturar os vapores do combustível.

Engenharia Elétrica - 5ª Série - Fenômenos de Transporte

Neilo Marcos Trindade

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2 Apresentar um esquema para que seja realizado o bombeamento da gasolina para a garrafa, de maneira correta e coerente com os princípios físicos.

Passo 3 (Aluno)

Pesquisar, em livros da área, revistas, jornais ou sites da Internet, sobre a densidade e viscosidade da gasolina, e se esses parâmetros se alteram durante o dia. Verificar em que horário é mais vantajoso o abastecimento com esse combustível, baseado em propriedades físicas como densidade e temperatura.

Site sugerido para pesquisa

•

Química do Automóvel : Combustão da gasolina e do álcool. Disponível em: <https://docs.google.com/a/anhanguera.com/file/d/0B7hs5suTq5PdY0hZV1FldEp EZ3c/edit>. Acesso em: 5 maio 2013.

Passo 4 (Equipe)

1 Calcular a massa de combustível presente no carro, considerando que o tanque deles está com 80% do volume máximo. Considerar a densidade da gasolina de 750 kg/m 3.

2 Calcular também qual o volume, em massa de combustível, que João Paulo precisará colocar na caminhonete para conseguir chegar ao próximo posto de combustível.

ETAPA 2 (tempo para realização: 05 horas)

Aula-tema: Estática dos Fluidos. Cinemática dos Fluidos.

Esta atividade é importante para você compreender os conceitos envolvidos nos cálculos de pressão e vazão de fluidos. Para realizá-la, devem ser seguidos os passos descritos.

PASSOS

Passo 1

(Equipe)

Calcular a pressão no fundo do tanque de combustível do carro, considerando que ainda não houve o bombeamento.

Passo 2

(Equipe)

Encontrar qual é a vazão de enchimento na garrafa, considerando que o tubo que conecta o tanque principal à garrafa tem 5 mm de diâmetro, e que a velocidade média na tubulação seja no máximo de 4 m/s.

Passo 3

(Equipe)

Calcular o tempo estimado para que o grupo consiga bombear a gasolina necessária do carro para a garrafa.

Engenharia Elétrica - 5ª Série - Fenômenos de Transporte

Neilo Marcos Trindade

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Passo 4 (Equipe)

1 Elaborar um relatório parcial com os cálculos envolvidos nas Etapas 1 e 2, de acordo com o indicado no item Padronização da ATPS.

2 Entregá-lo ao professor em data por ele agendada.

ETAPA 3 (tempo para realização: 05 horas)

Aula-tema: Equação da energia para regime permanente.

Esta atividade é importante para você compreender os conceitos envolvidos na Equação de Bernoulli e interpretar a perda de carga. Para realizá-la, devem ser seguidos os passos descritos.

Passo 1

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