ATIVIDADE PRATICA Lab Virtual - Algetec - Perda de Carga Distribuida (1)

Prévia do material em texto

ATIVIDADE PRÁTICA DE MECÂNICA DOS FLUIDOS 
	Instruções: Esta atividade prática é individual, pois necessita do número do seu RU para desenvolvê-la. Fique atento aos dados que dependem dele (RU). Dados inseridos incorretamente resultarão na perda de nota da questão. 
Ao final desta atividade, você deverá gerar um pdf da sua resolução e postá-la em Trabalhos para correção. Gere um único documento contendo toda sua resolução. 
	Nome: 31991758000
	RU: 
 
EXPERIMENTO PARA DETERMINAÇÃO 
DA PERDA DE CARGA DISTRIBUÍDA EM TUBULAÇÕES 
Este experimento tem por objetivo determinar a perda de carga distribuída em tubulações. Essa é uma informação muito importante no projeto de sistemas envolvendo dutos e tubulações. Trabalhamos com este assunto na Aula 4 tema 4. 
Assista o vídeo na Aula 7 onde a professora Francielly mostra o passo a passo para realização deste experimento e para o cálculo analítico da perda de carga distribuída. 
 As tubulações que podem ser analisadas são as quatro primeiras, sendo elas respectivamente: Tubo de PVC de 32 mm, PVC de 25 mm, Cobre de 28 mm e Acrílico de 22 mm, como mostra a imagem abaixo: 
 
 Você analisará a tubulação corresponde ao seu último número do RU, através da seguinte tabela: 
	 
	 
 
Tipo de tubulação 
	Se o último número do seu RU é 0 ou 1 ou 2 
	Linha 1 – Tubo de PVC de 32 mm 
	Se o último número do seu RU é 3 ou 4 
	Linha 2 – Tubo de PVC de 25 mm 
	Se o último número do seu RU é 5 ou 6 ou 7 
	Linha 3 – Tubo de Cobre de 28 mm 
	Se o último número do seu RU é 8 ou 9 
	Linha 4 – Tubo de Acrílico de 22 mm 
 Para o cálculo da perda de carga, você considerará a vazão corresponde ao seu penúltimo número do RU, através da seguinte tabela: 
	 
	 
 
Vazão (L/h) 
	Se o penúltimo número do seu RU é 0 ou 1 ou 2 
	4000 
	Se o penúltimo número do seu RU é 3 ou 4 
	3000 
	Se o penúltimo número do seu RU é 5 ou 6 ou 7 
	2000 
	Se o penúltimo número do seu RU é 8 ou 9 
	1000 
 Você deverá apresentar a imagem com a conexão conforme sua tubulação, com a respectiva vazão e pressão. Veja um exemplo abaixo considerando uma vazão de 1500 L/h medida no rotâmetro e a tubulação de Acrílico conectada ao manômetro: 
 
Observe na imagem acima a respectiva pressão medida no manômetro. Esta é a perda de carga distribuída na tubulação que estamos interessados. Seu respectivo valor é 2*36 = 72 mmca. Este valor é explicado no vídeo. 
Calcule a perda de carga distribuída (maiores) ℎ𝑚 conforme a explicação em vídeo, onde será necessário determinar o número de Reynolds, dado por: 
𝑣𝐷
𝑅𝑒 = (1) 𝜈
onde 𝜈 é a viscosidade cinemática da água e corresponde a 1,003.10-6 m²/s a 20 °C e a velocidade é obtida por: 
𝑄 = 𝑣𝐴 (2) 
Sendo que a vazão é obtida no rotâmetro do experimento (conforme seu RU) e deve ser transformada para m³/s e a área é a da seção transversal da tubulação conforme a destinada para o seu RU. 
Calculado o número de Reynolds, se o escoamento for laminar, ou seja, para 𝑅𝑒 ≤ 2300, o fator de atrito é determinado aplicando a Equação 13 trabalhada na Aula 4 tema 4, ou seja, através da seguinte equação: 
64
𝑓 = (3) 𝑅𝑒
Para escoamento turbulento, ou seja, 𝑅𝑒 > 2300 o fator de atrito pode ser determinado utilizando a equação 14 apresentada na Aula 4 tema 4, ou seja, através da seguinte equação: 
𝜀/𝐷	2,51 √𝑓	3,7	𝑅𝑒√𝑓
	 = −2𝑙𝑜𝑔 (	+	) (4) 
Considere 𝜀 = 0,0015 mm para tubos de PVC, 𝜀 = 0,002 mm para tubos de cobre e 𝜀 = 0 (liso) para tubo de acrílico. Observe que a rugosidade está em mm, logo, a rugosidade relativa 𝜀/𝐷 pode ser obtida utilizando ambos termos em mm. 
Com o fator de atrito, 𝑓, determine a perda de carga distribuída, por: 
𝐿𝑣² 2𝐷𝑔
ℎ𝑑 = 𝑓 (5) 
Compare este resultado com o valor da pressão fornecida no manômetro U. 
 	 
Você deverá entregar para correção as seguintes informações: 
1. Figura do experimento com a bancada mostrando o valor da pressão no manômetro U e a vazão mostrada no rotâmetro, semelhante a segunda figura apresentada neste roteiro só que com os parâmetros conforme seu RU (Valor 50 pontos): 
 
2. Cálculo da velocidade do escoamento pela Equação 2 (Valor 10 pontos): 
𝑄 = 𝑣𝐴 
 
 
 
 
 
 
3. Cálculo do número de Reynolds pela Equação 1 (Valor 10 pontos): 
𝑣𝐷
𝑅𝑒 = 
𝜈
 
 
 
 
4. Obtenção do fator de atrito, através da Equação 3 para escoamento laminar ou através da Equação 4 para escoamento turbulento. Apresente o resultado utilizando a tabela em excel ou planilha google. (Valor 10 pontos): 
	64	1	𝜀/𝐷	2,51
	𝑓 = ou = −2𝑙𝑜𝑔 (	+	) 
	𝑅𝑒	√𝑓	3,7	𝑅𝑒√𝑓
 
5. Cálculo da perda de carga distribuída através da Equação 4 (Valor 10 pontos): 
𝐿𝑣²
ℎ𝑑 = 𝑓 
2𝐷𝑔
 
 
 
 
 
 
 
6. Apresente o resultado calculado e o resultado apresentado na bancada para comparação e mostre o erro entre ambos resultados (Valor 10 pontos): 
 
 
 
 
 
Você deverá entregar para correção este roteiro preenchido considerando os dados conforme seu RU e seus respectivos cálculos. 
Poste sua atividade prática na área Trabalhos através de um único documento em pdf.