Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
Resultados e Análise Em laboratório, um fluido (H2O) foi escoado ao longo de um conduto, pelo atrito causado por esse movimento notou-se uma perda de energia do fluido quantificada pelo diferencial de pressão indicado no manômetro em (mca), essa perda de carga é distribuída, já que foi estudado experimentalmente a distância (L) de um tubo reto. Através de conhecimento teórico, utilizando os princípios da equação da energia adotando v1=v2, z1=z2 é concluído tal equação: ��1,2 = ℎ� = ( 1 − 2) γ Na Bancada 1 em que através do uso de uma mola, simulando um caso de rugosidade mais intensa, que são asperezas nas paredes internas que influenciam na perda de carga, e sendo D=20,4mm e L=1m foi obtido os seguintes resultados: COM MOLA L= 1 D= 0,0204 V t Q v h H ΔP hf f Re (m³) (s) (m³/s) (m/s) (mm) (mca) (Pa) (m) 0,008704 18,26 0,0004767 1,458370574 87,71982867 1,6 16000 1,6 0,306934 29750,76 0,028672 34,6 0,0008287 2,535313523 288,9594356 5 50000 5 0,317371 51720,4 0,012288 17,17 0,0007157 2,189579364 123,8397581 3,9 39000 3,9 0,331897 44667,42 0,018432 35,44 0,0005201 1,591213784 185,7596372 2 20000 2 0,32228 32460,76 0,02931 31,25 0,0009379 2,869561788 295,3892668 5 50000 5 0,247742 58539,06 0,023814 38 0,0006267 1,917337368 240 3 30000 3 0,332954 39113,68 0,0258 54,1 0,0004769 1,459056886 260,0151172 1,8 18000 1,8 0,344975 29764,76 0,0255 113,93 0,0002238 0,68478126 256,9916856 0,4 4000 0,4 0,34803 13969,54 Na bancada 2 em que se usou “ribs” simulando também uma certa rugosidade, porém mais baixa, e sendo D=21mm e L=1m chegou aos seguintes resultados: COM "ribs" L= 1 D= 0,021 V t Q v h H ΔP hf f Re (m³) (s) (m³/s) (m/s) (mm) (mca) (Pa) (m) 0,0118 16,9 0,000698 2,01589 118,9216 1,5 15000 1,5 0,155027 42333,69 0,022 22,6 0,000973 2,810514 221,7183 2,3 23000 2,3 0,122294 59020,8 0,0246 36,63 0,000672 1,938964 247,9214 1,05 10500 1,05 0,1173 40718,24 0,0254 23 0,001104 3,188434 255,9839 0,95 9500 0,95 0,039248 66957,11 0,02931 58,6 0,0005 1,444075 295,3893 1 10000 1 0,201405 30325,57 0,0378 38,7 0,000977 2,820021 380,9524 2,3 23000 2,3 0,121471 59220,44 0,0368 31,9 0,001154 3,330647 370,8743 3,3 33000 3,3 0,124941 69943,6 0,0317 26,8 0,001183 3,415042 319,4759 3,8 38000 3,8 0,136849 71715,87 Na bancada 3 em que foi usado um tubo liso sendo um tubo livre de rugosidades, sendo D=20,4mm e L=1m chegou aos seguintes resultados: LISO L= 1 D= 0,0204 V t Q v h H ΔP hf f Re (m³) (s) (m³/s) (m/s) (mm) (mca) (Pa) (m) 0,02827 17 0,001663 5,087761 284,908 1,4 14000 1,4 0,022067 103790,3 0,02728 20 0,001364 4,173152 274,9307 0,95 9500 0,95 0,022256 85132,29 0,02629 22 0,001195 3,656097 264,9534 0,75 7500 0,75 0,022892 74584,38 0,02659 29,53 0,0009 2,754893 267,9768 0,4 4000 0,4 0,021504 56199,81 Gráfico feito em software: Através de uma análise gráfica, de perda de carga distribuída (hf) em função da vazão (Q), notou-se que nas 3 bancadas, por meio de uma válvula a variação da vazão, essa variação refletiu no valor quantitativo da perda de carga, provando experimentalmente que quanto maior a vazão consequentemente maior é a perda de carga, pois maior é o contato do fluido com as paredes internas do tubo. Na bancada 3 foi visto que, quanto maior a rugosidade maior é a perda de carga, e na bancada 1 em que foi considerado nenhuma rugosidade a perda de carga é quase insignificante. Utilizando novamente um software gerou-se gráficos relacionando ao coeficiente da perda de caga distribuída (f) em função do número de Reynolds (Re): 0 1 2 3 4 5 6 7 8 0 0,0002 0,0004 0,0006 0,0008 0,001 0,0012 0,0014 0,0016 0,0018 H F( M ) Q(M³/S) C/ Mola C/ "ribs" LISO Exponencial (C/ Mola) Exponencial (C/ "ribs") Exponencial (LISO) Com o Gráfico acima é concluído que o coeficiente da perda de carga distribuída tem mudanças insignificantes em função do fluxo ser mais turbulento, isto é, variações de (Re) não afetam as perdas, isso era de esperar, já que em teoria os números de Reynolds elevados influenciam em forças viscosas e não em perda de carga. Na bancada 3 com mola D=20,4 mm, porém com L=1,5m chegou aos seguintes resultados: COM MOLA L= 1,5 D= 0,0204 V t Q v h H ΔP hf f Re (m³) (s) (m³/s) (m/s) (mm) (mca) (Pa) (m) 0,00025 144,6 1,729E-06 0,005289584 2,519526329 0,3 3000 0,3 2916,4 107,9075 0,00025 85,8 2,914E-06 0,008914613 2,519526329 0,6 6000 0,6 2053,597 181,8581 0,000283 66 4,283E-06 0,013104838 2,849080373 2 20000 2 3167,638 267,3387 0,000308 52,25 5,885E-06 0,018005642 3,099017385 4 40000 4 3355,921 367,3151 0,026112 53,997 0,0004836 1,479518123 263,159486 2,4 24000 2,4 0,298222 30182,17 0,026112 47,113 0,0005542 1,695700551 263,159486 3,2 32000 3,2 0,302706 34592,29 0,028672 40,507 0,0070783 21,65597253 2889,594356 5,3 53000 5,3 0,003074 441781,8 0,028672 35,291 0,0008124 2,485671925 288,9594356 6,8 68000 6,8 0,299358 50707,71 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0 20000 40000 60000 80000 100000 120000 F RE C/ Mola C/ "ribs" LISO Linear (C/ Mola) Linear (C/ "ribs") Linear (LISO) Bancada 2 com “ribs” D=21 mm, porém com L=1,5 m se obteve: COM "ribs" L= 1,5 D= 0,021 V t Q v h H ΔP hf f Re (m³) (s) (m³/s) (m/s) (mm) (mca) (Pa) (m) 0,019468 49,95 0,00039 1,125272 196,2006 0,55 5500 0,55 0,12162 23630,7 0,021504 17 0,001265 3,652093 216,7196 4 40000 4 0,083972 76693,96 0,02304 34,44 0,000669 1,931483 232,1995 1,5 15000 1,5 0,112582 40561,14 0,021504 27,85 0,000772 2,229285 216,7196 2 20000 2 0,112683 46814,98 0,0245 32,17 0,000762 2,198804 246,9136 2,1 21000 2,1 0,12162 46174,89 0,0256 41,34 0,000619 1,787891 257,9995 1,2 12000 1,2 0,105113 37545,71 0,0256 25 0,001024 2,956456 257,9995 3,4 34000 3,4 0,108917 62085,59 0,025907 19,93 0,0013 3,753053 261,0955 5,5 55000 5,5 0,109333 78814,11 Bancada 3 Liso D=20,4, porém com L=1,5m: Com tais resultados gerou-se os seguintes Gráficos: LISO L= 1,5 D= 0,0204 V t Q v h H ΔP hf f Re (m³) (s) (m³/s) (m/s) (mm) (mca) (Pa) (m) 0,0256 23,43 0,001093 3,342854 257,9995 9,1 91000 9,1 0,221501 68194,23 0,024 15,95 0,001505 4,603629 241,8745 9,9 99000 9,9 0,127058 93914,04 0,0271 16 0,001694 5,18202 273,1167 10,2 102000 10,2 0,103317 105713,2 0,02889 32,64 0,000885 2,707991 291,1565 0,65 6500 0,65 0,024109 55243,01 0,02831 24,94 0,001135 3,472907 285,3112 0,9 9000 0,9 0,020297 70847,31 0,02881 22,32 0,001291 3,949107 290,3502 1,15 11500 1,15 0,020057 80561,77 0,03063 16,88 0,001815 5,551679 308,6924 1,95 19500 1,95 0,017209 113254,2 Através de um analise notou-se o mesmo caso visto com o experimeto em que L=1m, porém na 3 bancada tubo liso, apresentou divergência em seus ultimos resultados, provavelmente por divergencias em anotações do grupo que realizou o experimento. O mesmo acontece com o gráfico a cima. 0 2 4 6 8 10 12 0 0,0002 0,0004 0,0006 0,0008 0,001 0,0012 0,0014 0,0016 0,0018 0,002 H F( M ) Q(M³/S) C/ Mola C/ "ribs" LISO -1000 -500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 0 20000 40000 60000 80000 100000 120000 F RE C/ Mola C/ "ribs" LISO Linear (C/ Mola) Linear (C/ "ribs") Linear (LISO)
Compartilhar