mecanica dos fluidos relatorio perda de carga

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UNIP - UNIVERSIDADE PAULISTA 
Instituto de Ciências Exatas e Tecnológicas 
Engenharia de Controle e Automação 
Laboratório de Mecânica dos Fluidos Aplicada
DETERMINAÇÃO DE PERDA DE CARGA EXPERIMENTAL E CALCULADA
Aluno (a): Maria Ruth Pereira Pinto R.A: N5112G2
Manaus- 8 de novembro de 2021
INTRODUÇÃO
De modo geral, a mecânica é um amplo campo de conhecimento e possibilidades, seus princípios são usados diretamente como base para todos os outros campos de pesquisa. Portanto, nesses diferentes campos da mecânica, é encontrada a mecânica dos fluidos, que é o ramo da física que estuda os fluidos estáticos e em movimento. Dividido em duas partes: hidrostática e dinâmica de fluidos. 
Na hidrostática, pode-se encontrar o tema da perda de carga. A perda de carga é a perda de energia sofrida pelo fluido em um tubo sob pressão. Isso é causado pelo atrito entre as partículas e a parede do tubo que as contém, o que pode levar a perdas de carga, podendo ser contínua, acidental, parcial, estreito, por mudança de direção, presença de válvulas, etc. Existem dois tipos de perda de cargas: as localizadas e as distribuídas.
Perda de cargas distribuídas; este tipo de queda de pressão ocorre em tubos retos de diâmetro constante. Isso ocorre porque a parede do tubo reto provoca uma perda de pressão distribuída ao longo de seu comprimento, de forma que a pressão total vá diminuindo progressivamente, por esse mesmo motivo é chamada de perda de carga distribuída. 
Perdas de cargas localizadas; ocorre na parte da tubulação onde existem acessórios, válvulas, joelhos, bombas, turbinas, etc. A presença desses acessórios auxilia na mudança do módulo ou direção da vazão média, atua alterando a uniformidade da vazão. Portanto, contribui para o aumento da turbulência no fluido, e essa turbulência causa perda de carga.
OBJETIVO
Este trabalho tem como objetivo identificar a influência do material em relação as dimensões, no intuito de detectar condições que acabam ocasionando a perda de carga no decorrer do experimento.
DESCRIÇÃO DO EXPERIMENTO
Serão apresentados os matérias do procedimento e equipamentos usados para a execução deste trabalho, feito no laboratório de mecânica dos fluidos.
Para a realização desse trabalho foram utilizados os seguintes equipamentos e materiais:
1. Tubo hidráulico de alta pressão 1/ ½" polegadas;
2. Tubo hidráulico galvanizado 1/ ½" polegadas;
3. Tubo hidráulico 1/ ¾" polegadas;
4. Bomba d’água
5. Pressostato digital de água
6. Manômetro de pressão de água
Todos esses oferecidos pela Universidade Paulista UNIP.
O experimento consistiu na abertura de uma válvula que obstruía a passagem de fluido para cada tubo, um por vez, um jato continuo de água foi impulsionado pela bomba no período constante de 30 segundos, que assim que atingido já era desligado de imediato. Cada tubo rendeu 3 amostras, nesse intervalo de tempo foi possível fazer a coleta dos dados de vazão, altura, pressões do manômetro tendo sua unidade em PSI, e pressões do pressostato na unidade MBAR. Logo após o recolhimento dos dados essa água foi escoada para então ser iniciado o experimento novamente, mas em outro tubo que foi escolhido.
TABELA PREENCHIDA 
EXPERIMENTO 1- TUBO DE ALTA PRESSÃO 1/½"
	AMOSTRA
	D1
	D2
	Z1
	Z2
	T
	H
	V
	V1
	V2
	1
	½"
	1
	0
	75cm
	30s
	3,5cm
	0,02625
	6,88
	1,72
	2
	½"
	1
	0
	75cm
	30s
	5cm
	0,0359
	9,41
	2,36
	3
	½"
	1
	0
	75cm
	30s
	5cm
	0,03545
	9,29
	2,33
	P1
	P2
	H1
	H2
	HP1,2
	A1
	A2
	6 PSI
	428MBAR
	6,50357
	5,1779
	1,33
	0,000127
	0,000506
	10 PSI
	620MBAR
	11,3222
	7,2284
	4,1
	0,000127
	0,000506
	9 PSI
	608MBAR
	10,52048
	7,1014
	3,42
	0,000127
	0,000506
MÉDIAS 
	EXPERIMENTO 1
	
	
	
	H1
	 valor 1 
	6,5
	
	H1
	 valor 2
	11,32
	 MÉDIA
	H1
	 valor 3
	10,52
	9,446666667
	
	
	
	
	H2
	 valor 1 
	5,17
	
	H2
	 valor 2
	7,22
	 MÉDIA
	H2
	 valor 3
	7,1
	6,496666667
	
	
	
	
	HP1,2
	 valor 1 
	1,33
	
	HP1,2
	 valor 2
	4,1
	MÉDIA
	HP1,2
	 valor 3
	3,42
	2,95
 
EXPERIMENTO 2- TUBO DE GALVANIZADO PRESSÃO 1/½"
	AMOSTRA
	D1
	D2
	Z1
	Z2
	T
	H
	V
	V1
	V2
	1
	½"
	1
	0
	64cm
	30s
	5,5cm
	0,03609
	9,47
	2,37
	2
	½"
	1
	0
	64cm
	30s
	5,6cm
	0,03588
	9,41
	2,36
	3
	½"
	1
	0
	64cm
	30s
	5,5cm
	0,03585
	9,4
	2,36
	P1
	P2
	H1
	H2
	HP1,2
	A1
	A2
	10 PSI
	680MBAR
	11,3787
	7,7208
	3,65
	0,000127
	0,000506
	10 PSI
	676MBAR
	11,3221
	7,6784
	3,64
	0,000127
	0,000506
	10 PSI
	680MBAR
	11,3127
	7,7184
	3,59
	0,000127
	0,000506
 
MÉDIAS 
	EXPERIMENTO 2
	
	
	
	H1
	 valor 1 
	11,37
	
	H1
	 valor 2
	11,32
	 MÉDIA
	H1
	 valor 3
	11,31
	11,33333333
	
	
	
	
	H2
	 valor 1 
	7,72
	
	H2
	 valor 2
	7,67
	 MÉDIA
	H2
	 valor 3
	7,71
	7,7
	
	
	
	
	HP1,2
	 valor 1 
	3,65
	
	HP1,2
	 valor 2
	3,64
	MÉDIA
	HP1,2
	 valor 3
	3,59
	3,626666667
EXPERIMENTO 3- TUBO DE PVC RIGÍDO 1/¾"
	AMOSTRA
	D1
	D2
	Z1
	Z2
	T
	H
	V
	V1
	V2
	1
	¾"
	1
	0
	54cm
	30s
	5cm
	0,03675
	4,29
	2,42
	2
	¾"
	1
	0
	54cm
	30s
	6cm
	0,03684
	4,3
	2,42
	3
	¾"
	1
	0
	54cm
	30s
	5,8cm
	0,03675
	4,29
	2,42
	P1
	P2
	H1
	H2
	HP1,2
	A1
	A2
	9 PSI
	592MBAR
	7,1254
	6,7528
	0,37
	0,000285
	0,000506
	9 PSI
	552MBAR
	7,1297
	6,3524
	0,77
	0,000285
	0,000506
	9 PSI
	560MBAR
	7,1254
	6,4328
	0,69
	0,000285
	0,000506
MÉDIAS
	EXPERIMENTO 3
	
	
	
	H1
	 valor 1 
	7,12
	
	H1
	 valor 2
	7,12
	 MÉDIA
	H1
	 valor 3
	7,12
	7,12
	
	
	
	
	H2
	 valor 1 
	6,75
	
	H2
	 valor 2
	6,35
	 MÉDIA
	H2
	 valor 3
	6,43
	6,51
	
	
	
	
	HP1,2
	 valor 1 
	0,37
	
	HP1,2
	 valor 2
	0,77
	MÉDIA
	HP1,2
	 valor 3
	0,69
	0,61
CÁLCULOS
EXPERIMENTO 1 
EXPERIMENTO 2
EXPERIMENTO 3
RESULTADOS 
Os resultados encontrados das perdas de carga nos experimentos em cada amostra foram:
Tubo de alta pressão 1/ ½": 1,33 / 4,1 / 3,42
Tubo galvanizado 1/ ½": 3,6579 / 3,6437 / 3,5943
Tubo PVC 1/ ¾": 0,3726 / 0,7773 / 0,6926
Quanto mais obstruções o fluido encontrar em sua saída, maior será a carga no sistema perdido, uma vez que por essas causas seu escoamento será dificultado. O atrito entre as partículas e a parede do tubo também pode ser considerado, o que pode levar à drenagem e, portanto, perda de energia.
Tubos com paredes rugosas aumentam a turbulência do fluido porque geram maior atrito, o que é o caso do tubo de alta pressão e o tubo galvanizado. Uma vez que, esse tipo de material possui uma rugosidade alta, o que determina um taxa considerável de perda de carga, e prejudica o desempenho hidráulico.
CONCLUSÃO
A partir desses estudos, pode-se concluir que não é apenas o alongamento, o a velocidade de circulação, o diâmetro do tubo, e a rugosidade do tubo que causam a perda de saída de fluido. Acessórios, válvulas, mudanças de direção e etc.; fatores que provoquem uma perturbação no decorrer do fluxo podem também provocar uma perda de carga.