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CENTRO UNIVERSITÁRIO – CATÓLICA DE SANTA CATARINA 
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
RELATÓRIO DOS LABORATORIOS 
FRANCIELY CHAGAS DA SILVA
MEELY TIBÉRIO SHU 
MECÂNICA DE FLUÍDOS I RELATÓRIO PRÁTICO DOS LABORATÓRIOS
JOINVILLE
2021
PRÁTICA 01 - MEDIÇÃO DE VAZÃO POR REBAIXAMENTO DO NÍVEL
1. INTRODUÇÃO
O presente trabalho tem a finalidade de apresentar as etapas para a elaboração do laboratório, assim como demonstrar os resultados obtidos a partir da execução.
O experimento de medição de vazão por rebaixo do nivel tem como finalidade o conhecimento e a compreensão da medição de vazão por rebaixamento, e escoamento de determinado fluido. Analisando assim a terceira grandeza mais medida em processos industriais, a vazão.
2. REVISÃO DA LITERATURA
Descrito como um fluido as substâncias que se deformam sobre a ação da gravidade, são considerados fluidos: líquidos, gases, e até mesmo o vidro ou grãos, devido a capacidades de escoar.
No desenvolvimento do laboratório, foi verificado que o escoamento de um fluido líquido, que escoa através de orifícios em diferentes diâmetros. Os líquidos se deformam de forma contínua e independente da intensidade da força aplicada. As substâncias se movimentam até preencher as regiões mais baixas dos recipientes onde estão inseridos.
A vazão é quantidade de líquido que percorre um determinado ambiente, por unidade de tempo. A vazão pode ser subdividida em dois gêneros, sendo eles:
a. VAZÃO VOLUMÉTRICA: é definida como a quantidade de volume que escoa através de certa seção em um intervalo de tempo determinado, pode ser calculada através da equação a seguir:
 (
t
)Q= V
b. VAZÃO MÁSSICA: está é medida através da quantidade de massa que escoa em um intervalo de tempo, pode ser calculada segundo a equação a seguir:
 (
t
)Q= m
 A equação de Torricelli permite determinar grandezas como aceleração, velocidades final e inicial e, até mesmo, o deslocamento de um corpo que se move com aceleração constante quando não se sabe o intervalo de tempo no qual o movimento ocorreu. 
Equação simplificada:
V =2 x g x z.
A razão entre a velocidade real e a velocidade teórica denomina-se coeficiente de velocidade. E essa razão tem que resultar em um número entre zero e um para ser válida. A equação utilizada para determinar o coeficiente de velocidade: 
O deslocamento teórico no eixo "x" conforme a teoria de Torricelli.
X = V x tempo
A área do orifício pela qual a água passa. Devido a presença de três diâmetros diferentes, a mesma tem três valores. Assim, mudando os resultados de cada tomada de tempo e deslocamento na análise do experimento. A fórmula da área de uma circunferência. 
 
3. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
		O experimento foi realizado três vezes, para melhor compreenção do laboratorio proposto, com orifícios de diâmetros diferentes, foram eles: 
· Diâmetro de 16 mm
· Diâmetro de 12 mm
· Diâmetro de 8mm
Todos os três experimentos foram realizados da mesma forma. 
Primeira etapa para dar inicio ao experimento foi feito o armazenamento da água no sentido vertical do tanque, conforme ilustrado na Figura 01. Onde foram feitas marcações de 10 cm em 10 cm no tanque. Logo em seguida aberta a válvula para liberação da água até chegar ao ponto de 31 cm de altura. Nesta forma foi analisado o deslocamento no eixo horizontal ao longo do tempo e da altura da coluna de água.
Figura 01- representação do experimento
Fonte: Bueno, 2021
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES
			Organizado os dados na tabela abaixo, foi calculando as colunas necessárias.
Para a elaboração dos calculos necessarios, para obter os resultados solicitados. 
 Com os seguites dados:
Área do tanque = 0,078 m²
Área (diâmetro =16 mm) = 0,000201062
Área (diâmetro = 12mm) = 0,000113097 
Área (diâmentro = 8mm) = 0,00005027 
Volume = 0,007878 m³
Tabela 1: Dados obtidos com o experimento em laboratório
Fonte: Autor, 2021
Utilizando os dados apresentados na Tabela 1, podemos calcular as vazões, os deslocamentos horizontais e as velocidades teoricas. Conseguindo assim comparar com os dados obtidos no experimento e analizar os dados. 
Para compreenção dos resuoltados obtidos, foram gerados um graficos para os três diâmetros (16mm, 12mm e 8 mm).
 Tabela 2: Diâmetro 8mm
Fonte: Autor, 2021
Gráfico 1: Diâmetro 8mm
· 
 (
Legenda
 
 
Q1
 
 
Q2
)
Tabela 3: Diâmetro 12 mm
Fonte: Autor, 2021
Gráfico 2: Diâmetro 12mm
 (
Legenda
 
 
Q1
 
 Q2
)
Tabela 4: Diâmetro 16mm
 (
Legenda
 
 Q1
 
 Q2
)Fonte: Autor, 2021
Gráfico 3: Diâmetro 16mm
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS
Conclui-se que o presente experimento tem diferença entre velocidade teórica e na velocidade experimental devido ao fenômeno da vena contracta que é um estreitamento das linhas de corrente de um fluido após um súbito estreitamento da área. Para corrigir esse valor calculamos um coeficiente denominado coeficiente da velocidade dividindo a velocidade real pela velocidade teórica. Um dos motivos que causa a diferença entre a velocidade real e teórica é a perda de carga devido a viscosidade do fluido e a rugosidade do material do furo.
PRÁTICA 02 -TUBO DE VENTURI
1. INTRODUÇÃO
O presente trabalho tem a finalidade de apresentar as etapas para a elaboração do laboratório, assim como demonstrar os resultados obtidos a partir da execução.
O experimento do Tubo de Venturi tem como finalidade o conhecimento e a compreensão para obter a equação da curba de calibração que permite calcular a vazão, com a medida entre diferença de pressão do tubo. 
2. REVISÃO DA LITERATURA
O Tubo de Venturi é um dispositivo que foi desenvolvido para medir a velocidade do escoamento e a vazão de um líquido incompressível, por meio da variação de pressão, isto acontece pois o líquido passa por uma seção larga e depois por uma seção mais fina, conforme representada na Figura 02.
Figura 02: Tubo de Venturi
Fonte: Google, 2021
3. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
 Para dar inicio ao experimento, foi calculado a área do tanque que será utilizado em todo o experimento, com as dimensões obtidas na hora. O processo irá iniciar com o tanque totalmente vazio, e em seqüência ajustar o fluxo de saída do fluido no conduto que irá encher o tanque, a fim de determinarmos exatamente a vazão.
Para determinar a vazão, foi enchido o tanque até certo nível “X” estipulado aleatoriamento, sempre cronometrando o ponto certo da hora que vazão começou a encher o tanque até a hora que terminou a vazão. Isso se repetirou durante quinze vezes, para se obter quinze vazões e suas respectivas diferenças de pressão indicadas no manômetro diferencial eletrônico. 
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES
Foi montado um gráfico com o no eixo das abscissas e a vazão no eixo das ordenadas.
Dados do ensaio:
Tabela 05: Dados coletados no laborátorio
Fonte: Autor, 2021
 A partir da equação abaixo foi calculada a vazão no tubo:
Tabela 06: Resultados 
Fonte: Autor, 2021
Tabela 07: Resultados 
Fontes: Autor, 2021
Gráfico 1 – Tubo de Venturi
Fonte: Autor, 2021
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS
O Tubo de Venturi é um medidor de vazão com qual podemos verificar mudanças de velocidade e pressão dentro do Tubo. O aumento de energia cinética no fluído é compensado pela perda de pressão, isto sendo explicado pela conservação de energia.
PRÁTICA 03 - TUBO DE PITOT
1. INTRODUÇÃO
O presente trabalho tem a finalidade de apresentar as etapas para a elaboração do laboratório, assim como demonstrar os resultados obtidos a partir da execução.
O experimento do Tubo de Pitot tem como finalidade medir a velocidade local em um escoamento e determinar o perfil de velocidade de um tubo. 
2. REVISÃO DA LITERATURA
O tubo de Pitot é é um instrumento que mede a velocidade de fluidos. Este instrumento é normalmente utilizado para para medição indireta de vazões em canais e rios, em oleodutos, redes de abastecimento de água e até mesmo na medição de velocidades de aviões. O funcionamento deste aparelho se dá devidoconversão de energia cinética do escoamento em energia potencial. 
3. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Para o inicio do ensaio foi fechada a válvula de entrada do quadro. Posicionado o equipamento horizontalmente e posicionado o Tubo de Pitot no centro da tubulação de acrílico através do fuso de ajuste. A escala do fuso estava em mm e a posição central foi facilmente identificada. 
Nas duas linhas do piezômetro foi conectado as tomadas de pressão de estagnação e pressão estática. Depois, abriu-se a válvula vagarosamente da tubulação de pitot acompanhando o no piezômetro. 
Foi atuado no fuso varrendo, pelo menos sete valores posição e suas respectivas diferenças de preção . As medidas foram tomadas no centro, o mais próximo possível das paredes e outras duas medidas intermediárias entre centro e parede. 
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES
Foi montado um gráfico com (posição de tubo de Pitot) no eixo das abscissas e a velocidade V no eixo das ordenadas, obtendo o perfil de velocidade na tubulação. Conforme apresentado nas tabelas e gráficos. 
	Calcular a vazão em função das equações das curvas encontradas, através da seguinte fórmula:
R
Q = ∫ V (r).2.π.r.dr
Tabela 08 / Gráfico 01
Fonte: Autor, 2021
Tabela 09/ Gráfico 02
Tabela 10 / Gráfico 03
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS
Com os dados obtidos no ensaio e com os resultado dos cálculos, percebe-se que conforme o piezômetro se desloca mais próximo da parede do tubo a velocidade diminui, sendo assim a velocidade máxima e no centro do tubo.
PRÁTICA 04 – PLACA DE ORIFÍCIOS
1. INTRODUÇÃO
O presente trabalho tem a finalidade de apresentar as etapas para a elaboração do laboratório, assim como demonstrar os resultados obtidos a partir da execução.
O experimento da placa de orifícios como finalidade medir a diferença de pressão entre uma tomada à montante e outra jusante da placa de orifício. 
2. REVISÃO DA LITERATURA
A configuração mais comum é construída com um orifício concêntrico montado entre flanges, que interrompe uma canalização ou canal fechado. Também são encontradas placas com orifícios excêntricos e segmentais.
Figura 03 – Placa de Orificio
Fonte: DELMÉE,1983
A montagem da placa de orifício requer um comprimento de tubo reto a montante do dispositivo de cerca de 10 a 30 diâmetros para garantir o desenvolvimento completo da camada limite cinética. Já a colocação das tomadas de pressão diferencial não seguem uma única padronização, e são escolhidas conforme a necessidade da instalação.
As placas de orifício são dispositivos de baixo custo de instalação e manutenção. Sua grande desvantagem reside na perda de carga que impõe ao escoamento (intrusão importante), em função da expansão a jusante da placa. A incerteza de medição desse dispositivo se situa em cerca de 2 a 4 % do fundo de escala.
3. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Primeira etapa do ensaio foi obter o diâmetro interno e instalar a placa de orifício no suporte. Foi realizado a medição da vazão através do reservatório de medida. 
Foi conectado as mangueiras das tomadas de pressão da placa de orifício localizada no painel em inox ao manômetro diferencial eletrônico. 
No ensaio foi fechado totalmente a válvula de esfera da linha da Placa de Orifício e ligado a bomba. A válvula de esfera foi atuada varrendo toda a faixa e obtendo, quinze valores de vazão e suas respectivas diferenças de pressão ∆P indicadas diretamente no manômetro diferencial eletrônico. 
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES
O ensaio serve para obter a equação da curva de calibração que permita calcular a vazão a partir da medida do diferencial de pressão na placa de orifício.
Tabela 11 – Dados coletados no ensaio
Fonte: Autor, 2021
Grafico 01- Placa de Orifício 
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS
Com os dados analizados percebe-se que a velocidade no interior da tubulação não é a mesma em toda a área. Com isso visualizamos que a maior velocidade esta localizada no centro da tubulação e a mesma vai diminuindo conforme vai se aproximando da parede do tubo. 
 PRÁTICA 05 – PERDA DE CARGA DISTRIBUIDA
1. INTRODUÇÃO
O presente trabalho tem a finalidade de apresentar as etapas para a elaboração do laboratório, assim como demonstrar os resultados obtidos a partir da execução.
O experimento da perde de carga distribuida como finalidade verificar a perda de carga em um trecho de tubulação e determinar o coeficiente de atrito F. 
2. REVISÃO DA LITERATURA
A parede dos dutos retilíneos causa uma perda de pressão distribuída ao longo do comprimento do tubo, fazendo com que a pressão total vá diminuindo gradativamente ao longo do comprimento.
A equação de Darcy-Weisbach, utilizada nos cálculos de condutos até os dias atuais, corrobora com as afirmações acima e estabelece: 
 Onde: 
· hf - perda de carga no trecho considerado 
· f – coeficiente de atrito 
· L – comprimento do trecho considerado 
· D – diâmetro do conduto 
· V – velocidade média (V=Q/A) 
· g – aceleração da gravidade 
Assim, considerando que os coeficientes acima são constantes, a equação de Darcy-Weisbach pode ser expressa como: 
Porém, isto somente pode ser considerado verdadeiro para Re elevados. Portanto a curva parabólica de hf contra V somente ocorrerá para Re elevados, quando o escoamento é chamado de “hidraulicamente rugoso”. Para Re baixos, a relação hf como função de V não será puramente quadrática. A perda de carga pode ser avaliada utilizando a montagem a seguir:
3. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
			A primeira etapa no ensaio foi a medição da vazão através do reservatório de medida. A pressão foi medida conectando as mangueiras às tomadas de pressão do tubo que foi ensaiado e a duas das linhas do piezômetro (Pa e Pb). Está foi a perda de carga no trecho da tubulação. 
		Proximo passo foi fechar totalmente a válvula de entrada e ligada a bomba. Abriu-se somente a válvula de esfera da tubulação de perda de carga ensaiada. Depois abriu a válvula gaveta de entrada vagarosamente acompanhando o piezômetro. Foi atuado a válvula varrendo toda a faixa utilizável e obtendo, dez valores.
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES
Foi desenvolvido as tabelas com os resultados e um gráfico com no eixo das ordenadas e a vazão no eixo das abscissas.
Tabela 12 – Dados do experimento do tubo ¾ Rugoso
Fonte: Autor, 2021
Tabela 13 – Dados do experimento do tubo ½ Liso
Fonte: Autor, 2021
Tabela 14 – Dados do experimento do tubo ¾ Rugoso
Fonte: Autor, 2021
Gráfico 1 – Perda de Carga
Fonte: Autor, 2021
 PRÁTICA 06– PERDA DE CARGA LOCALIZADA
1. INTRODUÇÃO
O presente trabalho tem a finalidade de apresentar as etapas para a elaboração do laboratório, assim como demonstrar os resultados obtidos a partir da execução.
O experimento da perde de carga distribuida como finalidade verificar a perda de carga em um elemento singular e determinar o comprimento equivalente do mesmo.
2. REVISÃO DA LITERATURA
As instalações hidráulicas não são formadas unicamente de tubos e a inserção de elementos como curvas, reduções e válvulas vão ocasionar perdas de carga adicionais. 
Torna-se bastante prático converter o efeito causado por uma singularidade em um comprimento equivalente de tubulação que, se adicionado à instalação, causa o mesmo efeito de perda de carga. Este método é conhecido por Comprimento Equivalente. A equação da perda de carga em uma singularidade é obtida por:
Comparando com a equação de Darcy-Weisbach:
E então:
Portanto somente pode ser considerado verdadeiro somente para Re elevados. Pode-se avaliar a perda de carga em singularidades utilizando a montagem a seguir, que exemplifica a medida em um cotovelo, podendo ser utilizada para outras singularidades.
3. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
O ensaio consiste numa preparação para medir a vazão através do reservatório de medida, a pressão medida conectando as linhas do piezômetro às tomadas de pressão: na entrada da curva de 90º (Pa), no ponto central entre as duas curvas, mais próxima ao cotovelo (Pb) e após o cotovelo de90º (Pc)
No ensaio foi fechado totalmente a válvula de entrada e ligado a bomba. Depois abriu-se somente a válvula de esfera da linha de singularidade. A válvula de entrada foi aberta vagorosamente acompanhando o piezômetro até que seja estabelecida a vazão máxima da instalação, ou seja, atingindo o limite do piezômetro. A válvula de entrada foi atuada varrendo toda a faixa e obtendo dez valores de Pa, Pb, Pc e calculado do . 
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES
Desenvolvido um gráfico com no eixo das abscissas e a vazão ( no eixo das ordenadas.
Tabela 15 – Dados do experimento da Bomba Centrífugo.
Fonte: Autor, 2021
Gráfico 01 – Curva da bomba Centrífuga 
Fonte: Autor, 2021
REFERÊNCIAS
GOMES, Maria Helena Rodrigues. APOSTILA DE MECÂNICA DOS FLUIDOS. Juiz de Fora: Faculdade de Engenharia Universidade Federal de Juiz de Fora, 2012. 80 p. Disponível em:
<http://www.ufjf.br/engsanitariaeambiental/files/2012/09/Apostila-de-Mec%C3%A2nica-dos
-Fluidos.pdf>. Acesso em: 13 julho. 2020.
SCHNEIDER, Paulo Smith Smith. Medição de Velocidade e Vazão de Fluidos. 2000. 24 f. Tese (Doutorado) - Curso de Engenharia Mecânica, Ufsc Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2000. Disponível em: <http://www.ufrgs.br/medterm/areas/area-ii/vazao_mt.pdf>. Acesso em: 13 julho. 2020.
VENTURINO: ANÁLISE DA VARIAÇÃO DE PRESSÃO EM UM TUBO DE VENTURI UTILIZANDO ARDUINO E SENSOR DE PRESSÃO. Rio de Janeiro:
Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 41, n. 3, 07 jan. 2019. Disponível em:
<http://www.scielo.br/pdf/rbef/v41n3/1806-9126-RBEF-41-3-e20180333.pdf>. Acesso em: 13 julho. 2020.