ETAPA 2 Para cálculo da viscosidade dinâmica do fluido, você foi a um laboratório de materiais para determinar seu valor a partir de um viscosímetro

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MAPA - HIDRÁULICA - 52_2024
Período:29/04/2024 08:00 a 30/06/2024 23:59 (Horário de Brasília)
Status:ABERTO
Nota máxima:3,50
Gabarito:Gabarito não está liberado!
Nota obtida:
1
ª QUESTÃO
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MAPA HIDRÁULICA
DETERMINAÇÃO DA PERDA DE CARGA DISTRIBUÍDA EXPERIMENTAL
Olá, estudante! Tudo bem? Seja bem-vindo à nossa atividade MAPA da disciplina Hidráulica. A atividade tem
como tema a determinação da perda de carga distribuída experimental e está dividida em cinco etapas,
abordando os conteúdos que serão estudados ao longo de toda a disciplina Hidráulica.
As suas tarefas neste MAPA serão:
Determinar a viscosidade cinemática da água pelo laboratório virtual: DETERMINAÇÃO DA VISCOSIDADE DE
FLUIDOS.
Determinar a viscosidade cinemática da água a partir de um viscosímetro.
Determinar o número de Reynolds. Utilize o laboratório virtual: PERDA DE CARGA DISTRIBUÍDA.
Determinar o fator de atrito pelo diagrama de Moody.
Determinar a perda de carga da tubulação.
Bom trabalho!
Prof. André Simões.
INSTRUÇÕES DE ENTREGA
Este é um trabalho INDIVIDUAL.
As respostas devem ser entregues utilizando o Modelo de Resposta MAPA
Hidráulica disponibilizado. Sobre o seu preenchimento, é necessário o cumprimento das seguintes
diretrizes:
Não serão aceitas respostas em que constam apenas o resultado, sem que seja demonstrado o raciocínio
que o levou a encontrar aquela resposta.
Toda e qualquer fonte e referência que você utilizar para responder os questionários deve ser citada ao final
da questão.
Após inteiramente respondido, o Modelo de Resposta MAPA deve ser enviado para correção pelo seu
Studeo em formato de arquivo DOC / DOCX ou PDF, e apenas esses formatos serão aceitos.
O Modelo de Resposta MAPA Hidráulica pode ter quantas páginas você precisar para respondê-lo, desde
que siga a sua estrutura.
O Modelo de Resposta MAPA Hidráulica deve ser enviado única e exclusivamente pelo seu Studeo, no
campo "MAPA" desta disciplina. Toda e qualquer outra forma de entrega desse Modelo de Resposta MAPA
não é considerada.
A qualidade do trabalho será considerada na hora da avaliação, então preencha tudo com cuidado, explique
o que está fazendo, responda às perguntas e mostre sempre o passo a passo das resoluções e deduções.
Quanto mais completo seu trabalho, melhor!
Problemas frequentes a evitar:
Coloque um nome simples no seu arquivo para não se confundir no momento de envio.
Se você usa OPEN OFFICE ou MAC, transforme o arquivo em PDF para evitar incompatibilidades.
Verifique se você está enviando o arquivo correto! É o MAPA da disciplina certa? Ele está preenchido
adequadamente?
Como enviar o arquivo:
Acesse, no Studeo, o ambiente da disciplina e clique no botão MAPA. No final da página, há uma caixa
tracejada para envio de arquivo. Basta clicar nela e, então, selecionar o arquivo de resposta da sua atividade.
Antes de clicar em FINALIZAR, certifique-se de que está tudo certo, pois, uma vez finalizado, você
não poderá mais modificar o arquivo. Sugerimos que você clique no link gerado da sua atividade e faça o
download para conferir se está de acordo com o arquivo entregue.
Sobre plágio e outras regras:
Trabalhos copiados da internet ou de outros alunos serão zerados.
Trabalhos copiados dos anos anteriores também serão zerados, mesmo que você tenha sido o autor.
A equipe de mediação está à sua disposição para o atendimento das dúvidas por meio do “Fale com o
Mediador” em seu Studeo. Aproveite essa ferramenta!
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VOCÊ ESTÁ PREPARADO?
A seguir, você será DESAFIADO! Como futuro engenheiro, queremos que você desenvolva habilidades
essenciais para a sua jornada, como analisar, sistematizar, refletir e tomar decisão. Uma aprendizagem ativa
relevante é relacionada à nossa vida, aos nossos projetos e expectativas. E, nisso, a Hidráulica é excelente!
Analisar os desafios da vida real para a tomada de decisão, transformando-os em um objeto de estudo que
permita a aplicação de conceitos de Engenharia na vivência prática de concepção de projetos.
O objetivo desse desafio é provocar o seu senso crítico, buscando, na leitura, os fundamentos necessários à
explicação e compreensão das questões propostas, conectando o conteúdo da Hidráulica à realidade. Além
disso, esse desafio proporciona autonomia para que você seja capaz de organizar suas atividades mentais,
de modo a desenvolver não somente o que compete às suas atribuições como estudante, mas também
como futuro profissional.
Nossa atividade está dividida em cinco etapas, que deverão ser feitas individualmente. Você será desafiado a
realizar os experimentos necessários para chegar ao cálculo de perda de carga distribuída em uma
tubulação comercial. Assim, seus conhecimentos serão colocados à prova! Você está preparado? Vamos lá!
CONTEXTUALIZAÇÃO
Ao estudar a disciplina Hidráulica, observamos que se encontra no ramo da Engenharia Civil, e sua principal
atribuição é o planejamento e a execução de obras ligadas aos diversos usos dos recursos hídricos,
atendendo às necessidades básicas da população e possibilitando melhorias na saúde pública e, também,
nas atividades econômicas.
Nesta atividade, você é o Engenheiro que deverá estimar a perda de carga em uma tubulação comercial a
partir de experimentos para coleta de dados.
ETAPA 1
Você necessita coletar os valores das viscosidades cinemática da água a partir de experimentos laboratoriais.
Para isso, você utilizará o laboratório virtual da Algetec®. Para realização dessas medições, você utilizará o
experimento laboratorial do viscosímetro de Stokes. A partir do viscosímetro, você encontrará a velocidade
terminal das esferas caindo nos tubos e, a partir disso, calculará a viscosidade dinâmica e,
consequentemente, viscosidade cinemática. Para esse experimento, utilize a esfera de 8 mm e encontre a
velocidade terminal para a água fazendo a média de quatro velocidades para esse fluido.
Utilize os seguintes valores:
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ρ
ρ
= 7850 kg/m
esfera
água
= 1000 kg/m3
Compare os valores com os valores tabelados:
υ = Viscosidade cinemática da água 9,86 ∙ 10
−
7
(m2/s).
Considere aceleração da gravidade como 9,81 m²/s.
Obs.: tire um print de seu experimento e coloque como anexo junto ao seu MAPA.
ETAPA 2
Para cálculo da viscosidade dinâmica do fluido, você foi a um laboratório de materiais para determinar seu
valor a partir de um viscosímetro. O experimento foi realizado com os seguintes passos: a viscosidade da
água foi medida por um viscosímetro construído com dois cilindros concêntricos de 80 cm de comprimento.
O diâmetro externo do cilindro interior é de 24 cm, e a folga entre os dois cilindros é de 0,005 cm. O cilindro
interno é girado a 600 rpm, e o torque medido foi de 2,8 N ∙ m.
Obs.: utilize a massa específica da água como 1000 kg/m³.
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Para o cálculo da viscosidade dinâmica, utilizar-se da fórmula:
Em que:
μ = viscosidade dinâmica (Pa.s).
T = torque (N.m).
l = folga entre os cilindros (m).
R = raio do cilindro (m).
ṅ= giro do cilindro (rps).
L = comprimento (m).
ETAPA 3
Cálculo do Número de Reynolds.
Para o cálculo do Número de Reynolds (Re), utilizar o valor da viscosidade cinemática mais próximo do valor
de referência padronizado.
Para isso, você deverá escolher, entre os dois experimentos realizados, o valor que mais se aproxima do
valor de referência (escolha um valor da etapa 1 ou da etapa 2).
υ = viscosidade cinemática da água 9,86 ∙ 10−7 (m2/s).
Para determinar a velocidade de escoamento, você deverá realizar o experimento virtual: PERDA DE CARGA
DISTRIBUÍDA da Algetec®. O experimento virtual deverá ser realizado para a tubulação de PVC soldável de
diâmetro comercial de 32 mm.
Para descobrir a vazão experimental, você deverá encontrar a perda de carga distribuída relacionada ao
escoamento, conforme a imagem a seguir:
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Figura 1 – Perdade carga distribuída experimental
Fonte: o autor.
Obs.: a vazão experimental encontrada estará em Litros/hora.
Determine o Número de Reynolds para uma tubulação de PVC soldável de diâmetro externo de 32 mm.
Responda: qual é o tipo de regime de acordo com o valor obtido pelo Re?
Obs.: tire um print de seu experimento e coloque como anexo junto ao seu MAPA.
ETAPA 4
Determine o fator de atrito a partir do diagrama de Moody (ANEXO II).
Para a determinação do fator de atrito, utilize o material da tubulação de PVC soldável com rugosidade de
0
,0015 mm e diâmetro externo de 32 mm.
Obs.: para o cálculo da rugosidade relativa, utilize o diâmetro interno da tubulação.
Obs. 2: tire uma foto ou um print de seu diagrama de Moody preenchido.
ETAPA 5
Determine a perda de carga distribuída da tubulação entre o trecho A1 e A2 para a tubulação de PVC
soldável de 32 mm com comprimento entre os pontos medidos de 0,5 m.
Para a realização do cálculo, utilize os valores encontrados nas etapas anteriores.
Considere a gravidade como 9,81 m/s².
Figura 2 – Medição dos pontos A1 e A2
Fonte: o autor.
Em que:
hf = perda de carga (m).
f = fator de atrito.
L = comprimento da tubulação.
D = diâmetro interno da tubulação (m).
V = velocidade de escoamento (m/s).
g = aceleração da gravidade (m²/s).
ANEXO I – Diagrama de Moody
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Fonte: adaptado de: MACINTYRE, A. J. Manual de Instalações Hidráulicas e Sanitárias. 4. ed.: LTC, 2017.
ANEXO II – Diâmetros externo, interno e nominal das tubulações
Fonte: adaptado de: MACINTYRE, A. J. Manual de Instalações Hidráulicas e Sanitárias. 4. ed.: LTC, 2017.
ALTERNATIVAS
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