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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: 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: 𝑅𝑒 = 𝑣𝐷 𝜈 (1) 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: 𝑓 = 64 𝑅𝑒 (3) 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: 1 √𝑓 = −2𝑙𝑜𝑔 ( 𝜀/𝐷 3,7 + 2,51 𝑅𝑒√𝑓 ) (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: ℎ𝑑 = 𝑓 𝐿𝑣² 2𝐷𝑔 (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): 𝑅𝑒 = 𝑣𝐷 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): 𝑓 = 64 𝑅𝑒 ou 1 √𝑓 = −2𝑙𝑜𝑔 ( 𝜀/𝐷 3,7 + 2,51 𝑅𝑒√𝑓 ) 5. Cálculo da perda de carga distribuída através da Equação 4 (Valor 10 pontos): ℎ𝑑 = 𝑓 𝐿𝑣² 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.
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