Dissipação De Energia Em Escoamentos Internos

Laboratório de Fenômenos de Transporte

Experimento 6

Dissipação de Energia em Escoamentos Internos

(“Perda de Carga”)

Introdução

Sabe-se que no escoamento de fluidos reais, parte de sua energia é dissipada em forma de calor e nos turbilhões que se formam na corrente fluida.

No experimento 6, analisamos a dissipação de energia em escoamento interno.

A dissipação de energia também é chamada de perda de carga que é a energia perdida pela unidade de peso do fluido quando ele escoa.

Pode ocorrer por causa do atrito viscoso ou de turbulências, de forma distribuída ou localizada.

A perda de carga num tubo ou canal é a perda de energia dinâmica do fluido devido à fricção das partículas do fluido entre si e contra as paredes da tubulação.

Nesta primeira parte do experimento, foi feita a análise da forma distribuída.

Procedimento

No experimento, medimos a pressão estática no começo e no fim de cada tubo (tubos com cinco metros de comprimento). Foi medida também a pressão dinâmica no tubo.

Utilizando os valores encontrados de diferenças de pressões estáticas e de pressão dinâmica, calculamos a velocidade. Posteriormente, utilizamos a velocidade para obter ‘f’ (fator de atrito) e o valor de Reynolds.

As equações utilizadas estão mostradas abaixo:

Diferença de Pressão: ∆P= γ ∆Z

〖∆Z〗_ar.γ_ar= 〖∆Z〗_água.γ_água

〖∆Z〗_ar=(〖∆Z〗_água.γ_água)/γ_ar

Velocidade: V ⃗=√((2P_D)/ρ_ar ) Reynolds: Re= (V ⃗ .D)/ν

Cálculo do fator de atrito (f): ∆H=f L/D V^2/(2g ⃗ )

Tabelas:

Unidades:

h [metros];

P [Pascal];

Velocidade [metros/segundo];

Reynolds (Re) [adimensional];

Fator de atrito (f) [adimensional].

Tubo Liso (Diâmetro = 0,038m)

Abertura h H2O h Ar h Din P Din Velocidade Re f

1 0,008 6,54 0,001 9,81 4 10059 0,06095

2 0,013 10,62 0,002 19,62 5,66 14234 0,04943

3 0,017 13,89 0,004 39,24 8 20119 0,032362

4 0,023 18,79 0,007 68,67 10,59 26632 0,0249

5 0,03 24,51 0,008 78,48 11,03 27739 0,03

6 0,035 28,6 0,01 98,1 12,66 31838 0,0266

7 0,04 32,69 0,012 117,72 13,86 34856 0,025375