ATPS Fenomenos Transporte

Protótipo de sistema de bombeamento e aquecimento de água simplificado

1- Etapa 1

1.1 - Passo 1

Definir a geometria que utilizará para desenvolver o tanque principal, considerando que eletenha 50 litros de água quando completamente cheio; o tanque auxiliar que tenha 3 litros deágua quando completamente cheio e um tubo que fica quase que perpendicular e conecta osdois tanques, com diâmetro de 10 cm na saída e um comprimento de 15 cm. Desenhar olayout do projeto com o dimensionamento dos tanques, dos canos, bombas, fixação dasresistências e locais onde ficarão conectores e circuitos de acionamento Desenhar o tanque

principal e o auxiliar com o auxílio de software disponível na unidade ou outro em comum

acordo com o professor.

1.1.2 - Geometrias

1.1.3 - Tanque principal

1.1.4 - Tanque de água aquecida

2.1 - Passo 2

Determinar o valor de massa de água e o peso específico quando o tanque principal estiver completamente cheio de acordo com a geometria escolhida. Para efeito de cálculos, considerar que a massa específica da água é igual a 0,998 cm³. Adotar a aceleração da gravidade igual a 9,81 m/s².

2.1.2 – Massa e peso específico

Obs.: ;

Portanto:

3.1 - Passo3

Pesquisar em livros da área, revistas e jornais ou sites da internet sobre a viscosidade da água e por que especialistas em aquários recomendam utilizar sal como uma forma de alterar a viscosidade em torno do peixe.

3.1.2– Viscosidade

A viscosidade é uma propriedade característica dos líquidos e gases reais e newtonianos que se caracteriza pela medidada resistência ao escoamento que um fluído oferece quando se encontra sujeito a um esforço tangencial.

Para um fluído newtoniano, a força F necessária para manter o gradiente de velocidade dv/dx, entre planos adjacentesde um fluído de área A, é dada pela seguinte expressão matemática:F = mx A x (dv/dx), onde m é uma constante denominada por coeficiente de viscosidade.

Esta constante tem como unidades do Sistema Internacional de Unidades (S.I.) o pascalsegundo e no sistema deunidades c.g.s., é o poise (P).

Esta viscosidade é frequentemente denominada de viscosidade absoluta ou dinâmica para se evitar confusão com aviscosidade cinemática (n), que é dada pela razão entre aviscosidadeabsoluta e a densidade do fluído em questão.

A unidade do Sistema Internacional de Unidades (S.I.) é o metro quadrado por

segundo (m2/s). A unidade do sistemac.g.s. chama-se stoke (St) e equivale a 1 cm2/s.

Sendo a viscosidade uma consequência do atrito interno que se produz no seio de umfluído, um dos problemas práticos que se levanta é o de saber qual a viscosidade que deve

possuir um lubrificante.

Por um lado deve ser baixa para quedeste modo às forças de atrito também o sejam

mas, por outro lado, deve ser elevada para permitir que o lubrificanteescoe com grande

rapidez.

Cada peça de uma máquina deve assim ter um valor de viscosidade concreto, sendo este

alguns casos muito baixo,enquanto noutros, pelo contrário, é muito elevado. No mercado

existe uma ampla gama de lubrificantes de diversas viscosidades.

Um Fator que determina a viscosidade é a Temperatura, que desempenha o papel de maior importância, pois é ela que determina o aumento ou a diminuição da viscosidade.

A viscosidade pode também ser aumentada pelo uso de sal ou por um aumento na concentração do tensoativo, tais efeitos sendo maiores na presença de alcanolamidas e amidobetaínas. O excesso de sal pode, entretanto, levar a uma diminuição da viscosidade após atingir um máximo. Uma explicação para o efeito do sal se deve à compressão da dupla camada elétrica existente entre duas superfícies micelares carregadas, o que leva à redução de sua carga efetiva e menores forças intermicelares repulsivas.

4.1 - Passo 4

Elaborar um relatório parcial com desenho do projeto e os cálculos envolvidos.

Foi realizado um esboço do aquário proposto, nele contem as dimensões dos acionamentos, bombas,termômetro e conexões sendo feito para transferência de calor para o tanque principal mantendo a temperatura da água na temperatura ideal aos peixes.

Nos cálculos foram utilizados métodos aprendidos em sala de aula para calcular as dimensões dos tanques, densidade água entre outros.

2 - Etapa 2

2.1 - Passo 1

Calcular a pressão no fundo do tanque principal e do tanque auxiliar, quando estiver completamente cheio, ambos abertos a atmosfera, de acordo com a geometria estabelecida.

( )

2.1.2 – Pressão tanque principal

2.1.3 – Pressão tanque de água aquecida

2.2 - Passo 2

Encontrar qual é a vazão de enchimento da câmara e quanto tempo é gasto em minutos, considerando que o tubo que conecta o tanque principal ao auxiliar tem 10 cm de diâmetro e que a velocidade média na tubulação seja no máximo de 2 m/s, e de acordo com a geometria estabelecida.

2.2.1 - Vazão