ETAPA 5 Determine a perda de carga distribuída da tubulação entre o trecho A1 e A2 para a tubulação de PVC soldável de 32 mm com comprimento entre os pontos medidos de 0,5 m. Para a realização do cálc

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MAPA - HIDRÁULICA - 52_2024
MAPA HIDRÁULICA
DETERMINAÇÃO DA PERDA DE CARGA DISTRIBUÍDA EXPERIMENTAL
Olá, estudante! Tudo bem? Seja bem-vindo à nossa atividade MAPA da disciplina
Hidráulica. A atividade tem como tema a determinação da perda de carga distribuída
experimental e está dividida em cinco etapas, abordando os conteúdos que serão
estudados ao longo de toda a disciplina Hidráulica.
As suas tarefas neste MAPA serão:
Determinar a viscosidade cinemática da água pelo laboratório virtual: DETERMINAÇÃO DA
VISCOSIDADE DE FLUIDOS.
Determinar a viscosidade cinemática da água a partir de um viscosímetro.
Determinar o número de Reynolds. Utilize o laboratório virtual: PERDA DE CARGA
DISTRIBUÍDA.
Determinar o fator de atrito pelo diagrama de Moody.
Determinar a perda de carga da tubulação.
Bom trabalho!
Prof. André Simões.
INSTRUÇÕES DE ENTREGA
Este é um trabalho INDIVIDUAL.
As respostas devem ser entregues utilizando o Modelo de Resposta MAPA
Hidráulica disponibilizado. Sobre o seu preenchimento, é necessário o cumprimento das
seguintes diretrizes:
Não serão aceitas respostas em que constam apenas o resultado, sem que seja
demonstrado o raciocínio que o levou a encontrar aquela resposta.
Toda e qualquer fonte e referência que você utilizar para responder os questionários deve
ser citada ao final da questão.
Após inteiramente respondido, o Modelo de Resposta MAPA deve ser enviado para
correção pelo seu Studeo em formato de arquivo DOC / DOCX ou PDF, e apenas esses
formatos serão aceitos.
O Modelo de Resposta MAPA Hidráulica pode ter quantas páginas você precisar para
respondê-lo, desde que siga a sua estrutura.
O Modelo de Resposta MAPA Hidráulica deve ser enviado única e exclusivamente pelo seu
Studeo, no campo "MAPA" desta disciplina. Toda e qualquer outra forma de entrega desse
Modelo de Resposta MAPA não é considerada.
A qualidade do trabalho será considerada na hora da avaliação, então preencha tudo com
cuidado, explique o que está fazendo, responda às perguntas e mostre sempre o passo a
passo das resoluções e deduções. Quanto mais completo seu trabalho, melhor!
Problemas frequentes a evitar:
Coloque um nome simples no seu arquivo para não se confundir no momento de envio.
Se você usa OPEN OFFICE ou MAC, transforme o arquivo em PDF para evitar
incompatibilidades.
Verifique se você está enviando o arquivo correto! É o MAPA da disciplina certa? Ele está
preenchido adequadamente?
Como enviar o arquivo:
Acesse, no Studeo, o ambiente da disciplina e clique no botão MAPA. No final da página, há
uma caixa tracejada para envio de arquivo. Basta clicar nela e, então, selecionar o arquivo
de resposta da sua atividade.
Antes de clicar em FINALIZAR, certifique-se de que está tudo certo, pois, uma vez
finalizado, você não poderá mais modificar o arquivo. Sugerimos que você clique no link
gerado da sua atividade e faça o download para conferir se está de acordo com o arquivo
entregue.
Sobre plágio e outras regras:
Trabalhos copiados da internet ou de outros alunos serão zerados.
Trabalhos copiados dos anos anteriores também serão zerados, mesmo que você tenha
sido o autor.
A equipe de mediação está à sua disposição para o atendimento das dúvidas por meio do
“Fale com o Mediador” em seu Studeo. Aproveite essa ferramenta!
VOCÊ ESTÁ PREPARADO?
A seguir, você será DESAFIADO! Como futuro engenheiro, queremos que você desenvolva
habilidades essenciais para a sua jornada, como analisar, sistematizar, refletir e tomar
decisão. Uma aprendizagem ativa relevante é relacionada à nossa vida, aos nossos
projetos e expectativas. E, nisso, a Hidráulica é excelente! Analisar os desafios da vida real
para a tomada de decisão, transformando-os em um objeto de estudo que permita a
aplicação de conceitos de Engenharia na vivência prática de concepção de projetos.
O objetivo desse desafio é provocar o seu senso crítico, buscando, na leitura, os
fundamentos necessários à explicação e compreensão das questões propostas, conectando
o conteúdo da Hidráulica à realidade. Além disso, esse desafio proporciona autonomia para
que você seja capaz de organizar suas atividades mentais, de modo a desenvolver não
somente o que compete às suas atribuições como estudante, mas também como futuro
profissional.
Nossa atividade está dividida em cinco etapas, que deverão ser feitas individualmente. Você
será desafiado a realizar os experimentos necessários para chegar ao cálculo de perda de
carga distribuída em uma tubulação comercial. Assim, seus conhecimentos serão colocados
à prova! Você está preparado? Vamos lá!
CONTEXTUALIZAÇÃO
Ao estudar a disciplina Hidráulica, observamos que se encontra no ramo da Engenharia
Civil, e sua principal atribuição é o planejamento e a execução de obras ligadas aos
diversos usos dos recursos hídricos, atendendo às necessidades básicas da população e
possibilitando melhorias na saúde pública e, também, nas atividades econômicas.
Nesta atividade, você é o Engenheiro que deverá estimar a perda de carga em uma
tubulação comercial a partir de experimentos para coleta de dados.
ETAPA 1
Você necessita coletar os valores das viscosidades cinemática da água a partir de
experimentos laboratoriais. Para isso, você utilizará o laboratório virtual da Algetec®. Para
realização dessas medições, você utilizará o experimento laboratorial do viscosímetro de
Stokes. A partir do viscosímetro, você encontrará a velocidade terminal das esferas caindo
nos tubos e, a partir disso, calculará a viscosidade dinâmica e, consequentemente,
viscosidade cinemática. Para esse experimento, utilize a esfera de 8 mm e encontre a
velocidade terminal para a água fazendo a média de quatro velocidades para esse fluido.
Utilize os seguintes valores:
ρesfera = 7850 kg/m3
ρágua = 1000 kg/m3
Compare os valores com os valores tabelados:
υ = Viscosidade cinemática da água 9,86 ∙ 10−7 (m2/s).
Considere aceleração da gravidade como 9,81 m²/s.
Obs.: tire um print de seu experimento e coloque como anexo junto ao seu MAPA.
ETAPA 2
Para cálculo da viscosidade dinâmica do fluido, você foi a um laboratório de materiais para
determinar seu valor a partir de um viscosímetro. O experimento foi realizado com os
seguintes passos: a viscosidade da água foi medida por um viscosímetro construído com
dois cilindros concêntricos de 80 cm de comprimento. O diâmetro externo do cilindro interior
é de 24 cm, e a folga entre os dois cilindros é de 0,005 cm. O cilindro interno é girado a 600
rpm, e o torque medido foi de 2,8 N ∙ m.
Obs.: utilize a massa específica da água como 1000 kg/m³.
Para o cálculo da viscosidade dinâmica, utilizar-se da fórmula:
Em que:
μ = viscosidade dinâmica (Pa.s).
T = torque (N.m).
l = folga entre os cilindros (m).
R = raio do cilindro (m).
n ̇= giro do cilindro (rps).
L = comprimento (m).
ETAPA 3
Cálculo do Número de Reynolds.
Para o cálculo do Número de Reynolds (Re), utilizar o valor da viscosidade cinemática mais
próximo do valor de referência padronizado.
Para isso, você deverá escolher, entre os dois experimentos realizados, o valor que mais se
aproxima do valor de referência (escolha um valor da etapa 1 ou da etapa 2).
υ = viscosidade cinemática da água 9,86 ∙ 10−7 (m2/s).
Para determinar a velocidade de escoamento, você deverá realizar o experimento virtual:
PERDA DE CARGA DISTRIBUÍDA da Algetec®. O experimento virtual deverá ser realizado
para a tubulação de PVC soldável de diâmetro comercial de 32 mm.
Para descobrir a vazão experimental, você deverá encontrar a perda de carga distribuída
relacionada ao escoamento, conforme a imagem a seguir:
Figura 1 – Perda de carga distribuída experimental
Fonte: o autor.
Obs.: a vazão experimental encontrada estará em Litros/hora.
Determine o Número de Reynolds para uma tubulação de PVC soldável de diâmetro
externo de 32 mm.
Responda: qualé o tipo de regime de acordo com o valor obtido pelo Re?
Obs.: tire um print de seu experimento e coloque como anexo junto ao seu MAPA.
ETAPA 4
Determine o fator de atrito a partir do diagrama de Moody (ANEXO II).
Para a determinação do fator de atrito, utilize o material da tubulação de PVC soldável com
rugosidade de 0,0015 mm e diâmetro externo de 32 mm.
Obs.: para o cálculo da rugosidade relativa, utilize o diâmetro interno da tubulação.
Obs. 2: tire uma foto ou um print de seu diagrama de Moody preenchido.
ETAPA 5
Determine a perda de carga distribuída da tubulação entre o trecho A1 e A2 para a
tubulação de PVC soldável de 32 mm com comprimento entre os pontos medidos de 0,5 m.
Para a realização do cálculo, utilize os valores encontrados nas etapas anteriores.
Considere a gravidade como 9,81 m/s².
Figura 2 – Medição dos pontos A1 e A2
Fonte: o autor.
Em que:
hf = perda de carga (m).
f = fator de atrito.
L = comprimento da tubulação.
D = diâmetro interno da tubulação (m).
V = velocidade de escoamento (m/s).
g = aceleração da gravidade (m²/s).
ANEXO I – Diagrama de Moody
Fonte: adaptado de: MACINTYRE, A. J. Manual de Instalações Hidráulicas e Sanitárias.
4. ed.: LTC, 2017.
ANEXO II – Diâmetros externo, interno e nominal das tubulações
Fonte: adaptado de: MACINTYRE, A. J. Manual de Instalações Hidráulicas e Sanitárias.
4. ed.: LTC, 2017.
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