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Faculdade Metropolitanas Unidas – FMU RELATÓRIO PERDA DE CARGA DISTRIBUIDA Professor: Rodrigo Vidonscky Pinto Aluno: Alexandre Queiroz RA:3901591 São Paulo –SP 2021 ➢ SUMÁRIO INTRODUÇÃO...........................................................................................................................3 OBJETIVO.................................................................................................................................4 MATERIAIS E METODOS.........................................................................................................4 PROCEDIMENTOS ................................................................................................................ 5 AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS .......................................................................................... 6 CONCLUSÃO ......................................................................................................................... 7 ➢ INTRODUÇÃO Para iniciarmos, perda de carga, em Hidráulica, refere-se à perda de energia que um fluido, em uma tubulação sob pressão, sofre em razão de vários fatores como o atrito deste com uma camada estacionária aderida à parede interna do tubo ou em razão da turbulência devido às mudanças de direção do traçado. Perda de carga distribuída: Esse tipo de perda de carga ocorre em trechos de tubulação retilíneos e de diâmetro constante. Ela se dá porque a parede dos dutos retilíneos causa uma perda de pressão distribuída ao longo de seu comprimento que faz com que a pressão total vá diminuindo gradativamente, daí o nome perda de carga distribuída. Perda de carga localizada: A perda de carga localizada ocorre em trechos da tubulação onde há presença de acessórios, sejam eles: válvulas, curvas, derivações, registros ou conexões, bombas, turbinas e outros. A presença desses acessórios contribui para a alteração de módulo ou direção da velocidade média do escoamento e, consequentemente, de pressão no local, ou seja, age alterando a uniformidade do escoamento. Dessa forma, há contribuição para o aumento da turbulência no fluido e essa turbulência provoca a perda de carga. Neste caso, a perda de carga é provocada pelos acessórios na tubulação e recebe o nome de perda de carga localizada. Um fato curioso sobre a perda de carga localizada é que sua influência sobre a linha de energia ocorre tanto a montante como a jusante da localização do acessório presente na tubulação. Considerando os itens de influência citados, uma das primeiras soluções para diminuição da perda energética é o aumento do diâmetro tubular. Como vimos que a perda de carga se dá pelo atrito, a ideia é que aumentando o espaço de passagem da substância, ocorra menos contato com a parede da tubulação e, consequentemente, maior conservação de carga. Porém, o problema é que realizar o aumento do diâmetro pode gerar um gasto significativo. Mas afinal, o gasto trará grandes economias no processo ou não compensa a troca? Para que o custo de implantação compense o de operação, ou seja, que o custo de instalação dos tubos seja menor do que todo o lucro gerado com o aumento da rentabilidade de um processo, cabe a análise técnica para um diâmetro ótimo (o ideal para o fluido do trecho em questão), que faz com que uma vazão específica do sistema obtenha o menor custo possível. ➢ OBJETIVO O experimento realizado teve como objetivo geral, observar as variações de perda de carga utilizando altas e baixas vazões, como também, a relação dessas perdas de energia com o atrito do sistema, através da identificação da queda de pressão no tubos. ➢ MATERIAIS E MÉTODOS • Tubulação de PVC 32 mm; • Tubulação de PVC 25 mm; • Tubulação de cobre 28 mm; • Tubulação de acrílico 25 mm; • Manômetro em U; • Rotâmetro; • Válvulas; • Quadro elétrico; • Bombas. ➢ PROCEDIMENTOS 1. ENTENDENDO O FUNCIONAMENTO DA PRÁTICA Para dar início ao laboratório virtual de Perda de Carga Distribuída, é recomendado que se explore os principais recursos disponíveis. 2. POSICIONANDO AS VÁLVULAS DAS BOMBAS Posicione as válvulas na seguinte posição: válvulas A1 e B2 abertas e válvulas B1 e A2 fechadas. 3. POSICIONANDO AS VÁLVULAS DAS LINHAS Configure as válvulas correspondentes a linha que deseja realizar o experimento. Asconfigurações de cada linha estão disponíveis abaixo: Linha 1 - Tubo de PVC 32mm • Válvulas abertas: C2, V03 • Válvulas fechadas: V04, V05, V06, V07, V08, V09, V10, V11 Linha 2 - Tubo de PVC 25mm • Válvulas abertas: C2, V04 • Válvulas fechadas: V03, V05, V06, V07, V08, V09, V10, V11 Linha 3 - Tubo de Cobre 28mm • Válvulas abertas: C2, V05 • Válvulas fechadas: V03, V04, V06, V07, V08, V09, V10, V11 Linha 4 - Tubo de Acrílico 25mm • Válvulas abertas: C2, V06 • Válvulas fechadas: V03, V04, V05, V07, V08, V09, V10, V11 4. CONECTANDO AS MANGUEIRAS Conecte as mangueiras de tomada de pressão na linha a qual o experimento será realizado. A distância entre os pontos de tomada de pressão é de um metro em qualquer uma das linhas. 5. LIGANDO A BOMBA Mantenha o botão de emergência desativado. Habilite a bomba 2. Posicione o potenciômetro de vazão no centro da sua escala. Ligue o sistema. 6. VARIANDO A VAZÃO Varie a vazão utilizando o potenciômetro e anote-a, assim como a perda de carga correspondente. Você precisará de cinco pontos. Calcule o desvio relativo em relação às perdas de cargas obtidas teoricamente. 7. REALIZANDO A PRÁTICA EM OUTRA LINHA Desligue o painel elétrico, desabilite a bomba 2 e desconecte a mangueira. Em seguida, configure a bancada para realizar a prática com outra linha. Verifique as configurações necessárias no item 3 deste roteiro ou no esquemático da prática. 8. AVALIANDO O RESULTADO Desabilite a bomba 2, desligue o sistema, desconecte as mangueiras. ➢ AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS 1. Quais são as principais fontes de erros para este experimento? A discrepância foi grande entre os valores teóricos e experimentais? Para os cálculos, considere que a distância entre os pontos de tomada de pressão é de um metro em qualquer uma das linhas Todas as medidas e observações realizadas por humanos têm um erro associado na sua determinação. O conceito de incerteza como um atributo quantificável é relativamente novo na história da medição, embora erro e análise de erro tenham sido, há muito tempo, uma prática da ciência da medida ou metrologia. É agora amplamente reconhecido que, quando todos os componentes de erro conhecidos ou suspeitos tenham sido avaliados e as correções adequadas tenham sido aplicadas, ainda permanece uma incerteza sobre quão correto é o resultado declarado, isto é, uma dúvida acerca de quão corretamente o resultado da medição representa o valor da grandeza que está sendo medida. Por exemplo o cientista aceita sempre que o valor determinado por si será invariavelmente melhor determinado no futuro com técnicas mais avançadas. Da mesma forma como o uso quase universal do Sistema Internacional de Unidades (SI) trouxe coerência a todas as medições científicas e tecnológicas, um consenso mundial sobre a avaliação e expressão da incerteza de medição permitiria que o significado de um vasto espectro de resultados de medições na ciência, engenharia, comércio, indústria e regulamentação, fosse prontamente compreendido e apropriadamente interpretado. Nesta era de mercado global, é imperativo que o método para avaliar e expressar a incerteza seja uniforme em todo mundo, de forma tal que as medições realizadas em diferentes países possam ser facilmente comparadas. Analise os dados para cada tubulação e responda. Qual ainfluência do diâmetro da tubulação, do material e da vazão na perda de carga distribuída? Se necessário plote os valores de Vazão x Perda de Carga num papel milimetrado ou software gráfico para uma análise mais completa. A diferença entre os valores de fator de atrito, acontece devido a Equação de Darcy levar em consideração apenas as perdas de carga distribuídas (perdas de carga maiores). As perdas localizadas, ditas como menores, são consideradas separadamente. Estas são causadas pela entrada, pela saída, pelas possíveis expansões e contrações pelas curvas, entre outros. Como a equação de Darcy não considera essas perdas adicionais, acredita-se que isso pode influenciar nas discrepâncias entre tais valores e, também, depende apenas do número de Reynolds. ➢ CONCLUSÃO O estudo das perdas de carga é de suma importância para o correto dimensionamento de sistemas de máquinas de fluxo e de tubulações em projetos hidráulicos, significando minimização dos custos do projeto e maior eficiência do sistema. Um tema tão explorado, em praticamente todos os seguimentos da indústria, é muito bem estabelecido pela literatura, então sua modelagem é amplamente difundida, facilitando neste trabalho uma pormenorizada revisão bibliográfica destes métodos. Um entrave ao correto dimensionamento das máquinas de fluxos se dá principalmente por suas inúmeras equações para a solução de problemas cotidianos, o que torna o conhecimento do engenheiro fundamental para o desempenho de suas funções em diversas áreas da indústria. ➢ BIBLIOGRAFIA http://groups.ist.utl.pt/~mysolutions.daemon/wiki/index.php?title=Erros_Experi mentais http://www.leb.esalq.usp.br/leb/aulas/lce5702/medicao.pdf http://groups.ist.utl.pt/~mysolutions.daemon/wiki/index.php?title=Erros_Experimentais http://groups.ist.utl.pt/~mysolutions.daemon/wiki/index.php?title=Erros_Experimentais http://www.leb.esalq.usp.br/leb/aulas/lce5702/medicao.pdf
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