Roteiro de Aula Prática

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<p>Portfólio FT=V00</p><p>Fenômenos de Transporte (Universidade Norte do Paraná)</p><p>Scan to open on Studocu</p><p>Studocu is not sponsored or endorsed by any college or university</p><p>Downloaded by Cristiane Costa (cristyannecostha21@gmail.com)</p><p>(</p><p>lOMoARcPSD|8309115</p><p>)</p><p>Roteiro de Aula Prática</p><p>Fenômenos de Transporte JOSÉ RONALDO MILANI JÚNIOR</p><p>R.A.: 3400235002</p><p>Cód. Atividade: 3662562</p><p>Downloaded by Cristiane Costa (cristyannecostha21@gmail.com)</p><p>Disciplina: Fenômenos de Transporte</p><p>Clique aqui e veja orientações e exemplos de roteiro de aula prática.</p><p>ROTEIRO DE AULA PRÁTICA 1</p><p>Unidade: 1</p><p>Aula (White Label)/Seção (KLS): Estática dos fluidos/ Seção 2</p><p>SOFTWARE</p><p>· Software / ☒ Acesso on-line</p><p>☒Pago / ☐ Não Pago</p><p>Infraestrutura:</p><p>Computador Desktop ou laptop apresentando o mínimo de 4MB de memória RAM e deve ter</p><p>acesso a internet</p><p>Descrição do software:</p><p>O ALGETEC Laboratórios Virtuais é uma ferramenta online que simula situações reais</p><p>de laboratórios nas áreas de engenharia e saúde e seguem com alto grau de 昀椀delização os</p><p>experimentos realizados nos equipamentos físicos da ALGETEC.</p><p>ATIVIDADE PRÁTICA 1</p><p>Atividade proposta:</p><p>Nesta prática você irá determinar a velocidade de escoamento e a viscosidade de</p><p>昀氀uidos através da análise do deslocamento de esferas metálicas com diferentes diâmetros, quando imersas em 昀氀uidos com viscosidades distintas. Com o auxílio do viscosímetro de Stokes irá obter os tempos de queda livre das esferas nos 昀氀uidos e, com isso, encontrar a viscosidade dinâmica dos 昀氀uidos de forma experimental, podendo realizar uma comparação com os valores</p><p>teóricos.</p><p>Objetivos:</p><p>Determinar a viscosidade de diferentes 昀氀uidos</p><p>Diferenciar a viscosidade dinâmica e a viscosidade cinemática</p><p>Compreender a relação entre a velocidade de escoamento e as propriedades dos昀氀uidos Compreender a lei de Stokes através da aplicação do viscosímetro na determinação da</p><p>viscosidade do 昀氀uido</p><p>Procedimentos para a realização da atividade:</p><p>Para realizar este experimento, siga os passos indicados abaixo:</p><p>1) Acessar o laboratorio virtual do site da ALGETEC. Em seguida clicar em cursos,</p><p>Downloaded by Cristiane Costa (cristyannecostha21@gmail.com)</p><p>buscar a aba Labs Especí昀椀cos de Engenharia. Após, selecionar o Laboratório</p><p>de Mecânica</p><p>Downloaded by Cristiane Costa (cristyannecostha21@gmail.com)</p><p>(</p><p>dos</p><p>Fluidos</p><p>e</p><p>por</p><p>昀椀</p><p>m</p><p>acessar</p><p>a</p><p>prática</p><p>Ensaio</p><p>de</p><p>viscosidade_viscosímetro</p><p>de</p><p>Stokes.</p><p>Esta</p><p>prática</p><p>não</p><p>necessita</p><p>da</p><p>utilização</p><p>de</p><p>EPI.</p><p>Entretanto,</p><p>para</p><p>que</p><p>não</p><p>haja</p><p>contaminação</p><p>dos</p><p>昀氀</p><p>uidos</p><p>utilizados,</p><p>os</p><p>tubos</p><p>com</p><p>昀氀</p><p>uidos</p><p>que</p><p>não</p><p>estiverem</p><p>em utilização devem permanecer fechados, evitando que as amostras dos</p><p>昀氀</p><p>uidos</p><p>possam ser contaminadas. Além disso, as esferas devem ser</p><p>higienizadas</p><p>antes</p><p>de</p><p>cada</p><p>utilização.</p><p>ENCONTRANDO</p><p>A</p><p>VELOCIDADE</p><p>DE</p><p>ESCOAMENTO</p><p>-</p><p>a</p><p>determinação</p><p>da</p><p>velocidade de escoamento das esferas metálicas requer diversas medidas de</p><p>tempo de queda entre dois pontos conhecidos. Acione o cronômetro. Em</p><p>seguida, mova uma das esferas para o tubo que contém água. Cronometre o</p><p>tempo de queda e repita esse procedimento mais três vezes. Em seguida,</p><p>troque</p><p>a</p><p>esfera</p><p>e</p><p>repita</p><p>o</p><p>mesmo</p><p>procedimento. Preencha</p><p>a</p><p>tabela</p><p>abaixo:</p><p>Repita o mesmo procedimento nas tubulações contendo óleo e glicerina. Preencha</p><p>outras duas tabelas iguais a Tabela 1, apenas trocando no cabeçalho da tabela</p><p>para:</p><p>Tubo</p><p>com</p><p>óleo</p><p>5W20</p><p>e</p><p>Tubo</p><p>com</p><p>glicerina,</p><p>respectivamente.</p><p>DETERMINANDO</p><p>A</p><p>VISCOSIDADE</p><p>–</p><p>Para o cálculo da viscosidade dinâmica neste experimento, deve ser utilizada</p><p>a</p><p>seguinte</p><p>equação:</p><p>Os</p><p>dados</p><p>necessários</p><p>para</p><p>aplicar</p><p>esta</p><p>equação</p><p>são</p><p>apresentados</p><p>abaixo:</p><p>𝜌𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜</p><p>(água)</p><p>é de</p><p>1000</p><p>kg/m³;</p><p>𝜌𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜</p><p>(5w20)</p><p>é</p><p>de</p><p>852 kg/m³</p><p>;</p><p>𝜌𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜</p><p>(glicerina)</p><p>é</p><p>de</p><p>1250</p><p>kg/m³;</p><p>)</p><p>Downloaded by Cristiane Costa (cristyannecostha21@gmail.com)</p><p>· 𝜌𝑒𝑠𝑓𝑒𝑟𝑎 é de 7850 kg/m³;</p><p>· 𝑔 é de 9,81 m/s².</p><p>Utilize também as velocidades de escoamento calculadas anteriormente.</p><p>Os valores reais da viscosidade cinemática dos 昀氀uidos utilizados neste experimento são:</p><p>· A viscosidade cinemática da água é de 9,86 × 10−7 m²/s.</p><p>· A viscosidade cinemática do óleo 5W20 é de 5,05 × 10−5 m²/s.</p><p>· A viscosidade cinemática da glicerina é de 6,61 × 10−4 m²/s. Sabendo que o erro relativo percentual pode ser encontrado utilizando a seguinte formula:</p><p>Realize o cálculo da viscosidade cinemática e do erro relativo percentual para cada viscosidade cinemática encontrada.</p><p>OBS: Para realizar o cálculo da velocidade corrigida, apresentada na equação</p><p>, é necessário saber o valor de R (raio interno do tubo), que no caso deste laboratório virtual é de 22 milímetros.</p><p>Por 昀椀m, preencha os dados calculados na Tabela 2:</p><p>Tabela 2: Dados para Análise da água</p><p>Repita o procedimento de Determinação da Viscosidade para os Fluidos óleo e glicerina.</p><p>Ao 昀椀nal do experimento desabilite o cronômetro e assegure que todas as esferas estão nDaowmnloeasdaed. by Cristiane Costa (cristyannecostha21@gmail.com)</p><p>Checklist:</p><p>- Acessar o Algetec</p><p>· Acessar o experimento da aula prática</p><p>· Ler o Sumário Teórico_Determinação da Viscosidade de Fluidos</p><p>· Fazer os experimentos de deslocamento com as esferas metálicas nos três 昀氀uidos</p><p>· Anotar todos os dados e tirar prints das telas dos resultados..</p><p>Resultado: Aluno, você deverá entregar:</p><p>Você deverá entregar um documento (formato docx) contendo as tabelas com os</p><p>resultados</p><p>obtidos no experimento, os prints de tela com a sequência do experimento e as respostas as seguintes perguntas:</p><p>1) Compare os valores encontrados para a viscosidade cinemática de forma experimental com o valor da viscosidade cinemática real. Os valores encontrados podem ser</p><p>utilizados para representar a viscosidade cinemática da água? Justi昀椀que.</p><p>2) Quais são as principais fontes de erros para este experimento?</p><p>Referências:</p><p>ALGETEC. Roteiro de Experimentos: Determinação da Viscosidade de Fluidos.</p><p>ALGETEC. Sumário Teórico: Determinação da Viscosidade de Fluidos.</p><p>(</p><p>lOMoARcPSD|8309115</p><p>)</p><p>(</p><p>Downloaded by Cristiane Costa (cristyannecostha21@gmail.com)</p><p>)</p><p>ROTEIRO DE AULA PRÁTICA 2</p><p>Unidade: 1</p><p>Aula (White Label)/Seção (KLS): Cinemática dos Fluidos/Seção 3</p><p>SOFTWARE</p><p>· Software / ☒ Acesso on-line</p><p>☒Pago / ☐ Não Pago</p><p>Infraestrutura:</p><p>Computador Desktop ou laptop apresentando o mínimo de 4MB de memória RAM e deve ter</p><p>acesso a internet</p><p>Descrição do software:</p><p>O ALGETEC Laboratórios Virtuais é uma ferramenta online que simula situações reais de</p><p>laboratórios nas áreas de engenharia e saúde e seguem com alto grau de 昀椀delização os experimentos realizados nos equipamentos físicos da ALGETEC.</p><p>ATIVIDADE PRÁTICA 2</p><p>Atividade proposta:</p><p>Através do Experimento de Reynolds você irá veri昀椀car o comportamento de um</p><p>昀氀uido (água) em uma tubulação. Deverá identi昀椀car os três tipos de escoamentos: laminar, transição e turbulento</p><p>e a sua relação com o número adimensional de Reynolds.</p><p>Objetivos:</p><p>· Determinar a vazão em uma tubulação.</p><p>· Identi昀椀car as características dos tipos de escoamento: laminar, transição e turbulento.</p><p>-Relacionar o comportamento do 昀氀uido com o número de Reynolds.</p><p>Procedimentos para a realização da atividade:</p><p>Para realizar este experimento, siga os passos indicados abaixo:</p><p>1) Acessar o laboratorio virtual do site da ALGETEC. Em seguida clicar em cursos, buscar a aba Labs Específicos de Engenharia. Após, selecionar o Laboratório de Mecânica dos Fluidos e por 昀椀m acessar a prática Experimento de Reynolds.</p><p>2) Quanto a segurança no laboratório de engenharia, esta prática requer o uso de sapatos fechados e cabelos presos.</p><p>3) VERIFICANDO O POSICIONAMENTO DAS VÁLVULAS: você deverá veri昀椀car a posição</p><p>das válvulas de acordo com a tabela abaixo. As alterações necessárias devem ser feitas com a bancada desligada. Mude o</p><p>posicionamento das válvulas se necessário clicando</p><p>com o botão esquerdo do mouse sobre elas.</p><p>OBS: o diâmetro interno no tubo de Reynolds é D = 44 mm</p><p>4) HABILITANDO AS BOMBAS: Posicione a válvula 2c com 40% da sua capacidade, habilite as bombas no painel elétrico e aperte o botão de ligar. Após observar o 昀氀uxo de água no rotâmetro, abra a válvula 2c completamente.</p><p>5) ENCHENDO O RESERVATÓRIO DE ÁGUA: Ajuste o potenciômetro para o controle de vazão para que a água entre no reservatório. Em seguida, feche a válvula 13, assim que perceber que o nível de água no reservatório está subindo, feche a válvula 12 após o reservatório encher completamente.</p><p>6) MEDINDO A VAZÃO: Faça a medida do volume de água presente no reservatório. Considere as seguintes dimensões: 400 mm de comprimento, 320 mm de largura e 474 mm de altura. Logo depois, abra a válvula 14 numa porcentagem escolhida por você. Abra também o cronômetro e aperte o start. Espere proximamente 1 minuto, feche a válvula 14 e meça novamente o volume contido no reservatório.</p><p>7) OBSERVANDO O REGIME DE ESCOAMENTO: Abra a válvula 15 para que o</p><p>昀氀uido com corante comece a escoar. Quando observar o 昀氀uxo através da pipeta, abra a válvula 14, controlando a vazão com mesma porcentagem escolhida no passo anterior. É necessário esperar o 昀氀uxo se estabilizar para começar a medição.</p><p>Checklist:</p><p>-</p><p>Acessar o Algetec</p><p>-</p><p>Acessar o experimento da aula prática</p><p>-</p><p>Ler o Sumário Teórico_Experimento de Reynolds</p><p>-</p><p>Realizar o experimento na Bancada Didática de Mecânica dos Fluidos e Bombas.</p><p>-</p><p>Anotar todos os dados e tirar prints das telas dos resultados</p><p>Resultados da aula prática: Aluno, você deverá entregar:</p><p>Você deverá entregar um documento (formato docx) com os prints de tela com a</p><p>sequência do experimento e as respostas as seguintes perguntas:</p><p>1) A partir dos dados obtidos no laboratório, determine a vazão do sistema.</p><p>2) Qual o regime de escoamento observado no experimento?</p><p>Referências:</p><p>ALGETEC. Roteiro de Experimentos: Experimento d</p><p>e Reynolds.</p><p>ALGETEC. Sumário Teórico: Experimento de Reynolds.</p><p>ROTEIRO DE AULA PRÁTICA 3</p><p>Unidade: 2</p><p>Aula (White Label)/Seção (KLS): Perda de Carga em um Escoamento Interno/ Seção 3</p><p>SOFTWARE</p><p>· Software / ☒ Acesso on-line</p><p>☒Pago / ☐ Não Pago</p><p>Infraestrutura:</p><p>Computador Desktop ou laptop apresentando o mínimo de 4MB de memória RAM e deve ter</p><p>acesso a internet</p><p>Descrição do software:</p><p>O ALGETEC Laboratórios Virtuais é uma ferramenta online que simula situações reais</p><p>de laboratórios nas áreas de engenharia e saúde e seguem com alto grau de 昀椀delização os</p><p>experimentos realizados nos equipamentos físicos da ALGETEC.</p><p>ATIVIDADE PRÁTICA 3</p><p>Atividade proposta:</p><p>Este experimento realizado na bancada didática de mecânica dos 昀氀uidos permite</p><p>veri昀椀car o comportamento do escoamento da água em tubulações de diferentes diâmetros e materiais, medindo a perda de carga em cada caso. Você deverá variar a vazão do escoamento e veri昀椀car sua in昀氀uência no sistema, realizando a leitura da diferença de pressão entre os pontos de medição (perda de carga) utilizando o manômetro em U. Os dados de perda de carga obtidos experimentalmente serão comparados com os resultados teóricos calculados utilizando</p><p>diagrama de MOODY.</p><p>Objetivos:</p><p>- Identi昀椀car a relação de dependência entre a perda de carga e a vazão;</p><p>· Determinar o número de Reynolds para cada caso estudado;</p><p>· Compreender como o material utilizado na fabricação dos condutos in昀氀uencia na queda de pressão de um 昀氀uido em movimento.</p><p>Procedimentos para a realização da atividade:</p><p>Para realizar este experimento, siga os passos indicados abaixo:</p><p>1) Acessar o laboratorio virtual do site da ALGETEC. Em seguida clicar em cursos, buscar a aba Labs Específicos de Engenharia. Após, selecionar o Laboratório de Mecânica dos Fluidos e por 昀椀m acessar a prática Perda de Carga Distribuída.</p><p>2) POSICIONANDO AS VÁLVULAS DAS BOMBAS</p><p>Posicione as válvulas na seguinte posição: válvulas A1 e B2 abertas e válvulas</p><p>B1 e A2 fechadas. Mude a câmera para “Bombas”, “Alt+4”. Em seguida, realize o posicionamento das válvulas clicando com o botão esquerdo do mouse sobre a manopla (parte laranja).</p><p>3) POSICIONANDO AS VÁLVULAS DAS LINHAS</p><p>Con昀椀gure as válvulas correspondentes a linha para realizar cada experimento. Comece a prática com a linha 1 (tubulação de PVC com 32 mm).</p><p>Posicione as válvulas de acordo com as con昀椀gurações de cada linha (Parte Frontal da bancada):</p><p>Linha 1 - Tubo de PVC 32mm</p><p>· Válvulas abertas: C2, V03</p><p>· Válvulas fechadas: V04, V05, V06, V07, V08, V09, V10, V11 Linha 2 - Tubo de PVC 25mm</p><p>· Válvulas abertas: C2, V04</p><p>· Válvulas fechadas: V03, V05, V06, V07, V08, V09, V10, V11 Linha 3 - Tubo de Cobre 28mm</p><p>· Válvulas abertas: C2, V05</p><p>· Válvulas fechadas: V03, V04, V06, V07, V08, V09, V10, V11 Linha 4 - Tubo de Acrílico 25mm</p><p>· Válvulas abertas: C2, V06</p><p>· Válvulas fechadas: V03, V04, V05, V07, V08, V09, V10, V11</p><p>4) CONECTAR AS MANGUEIRAS</p><p>Conecte as mangueiras de tomada de pressão na linha a qual o experimento será realizado. A distância entre os pontos de tomada de pressão é de um metro em qualquer uma das linhas.</p><p>5) LIGAR A BOMBA</p><p>Mantenha o botão de emergência desativado. Habilite a bomba 2. Posicione o potenciômetro de vazão no centro da sua escala. Ligue o sistema.</p><p>6) VARIANDO A VAZÃO</p><p>Varie a vazão utilizando o potenciômetro. Anote a vazão, bem como a perda de carga correspondente. Você precisará determinar cinco pontos.</p><p>Para realizar a prática em outra linha você deverá desligar o painel elétrico, desabilitar a bomba 2 e desconectar a mangueira. Em seguida, con昀椀gure a bancada para realizar a prática com outra linha, de acordo com as</p><p>con昀椀gurações descritas no item 2 deste roteiro, e seguindo os demais itens.</p><p>Depois de determinar os cinco pontos para cada linha, ao 昀椀nal da prática, desabilite a bomba 2, desligue o sistema, desconecte as mangueiras e retorne</p><p>as válvulas para a</p><p>sua posição inicial.</p><p>Checklist:</p><p>· Acessar o Algetec</p><p>· Acessar a prática</p><p>· Ler o Sumário Teórico_Perda de Carga Distribuída</p><p>· Realizar o experimento na Bancada Didática de Mecânica dos Fluidos e Bombas</p><p>· Variar a vazão e ler o manômetro U</p><p>· Anotar todos os dados</p><p>Resultados da aula prática: Aluno, você deverá entregar:</p><p>Você deverá entregar um documento (formato docx) contendo:</p><p>1) O cálculo da perda de carga utilizando o DIAGRAMA DE MOODY (teórico)</p><p>2) O cálculo do desvio relativo em relação às perdas de carga obtidas teoricamente e a lida no manômetro U no experimento.</p><p>3) Quais são as principais fontes de erros para este experimento? A discrepância foi grande entre os valores teóricos e experimentais? Para os cálculos, considere que a distância entre os pontos de tomada de pressão é de um metro em qualquer uma das linhas.</p><p>4) Qual a in昀氀uência do diâmetro da tubulação, do material e da vazão na perda de carga distribuída? plote os valores de Vazão x Perda de Carga utilizando um software grá昀椀co</p><p>para realizar esta análise.</p><p>Referências:</p><p>ALGETEC. Roteiro de Experimentos: Perda de Carga Distribuída.</p><p>ALGETEC. Sumário Teórico: Perda de Carga Distribuída</p><p>ROTEIRO DE AULA PRÁTICA 4</p><p>Unidade: 3</p><p>Aula (White Label)/Seção (KLS): Introdução à Radiação e Trocadores de Calor/ Seção 3</p><p>SOFTWARE</p><p>· Software / ☒ Acesso on-line</p><p>☒Pago / ☐ Não Pago</p><p>Infraestrutura:</p><p>Computador Desktop ou laptop apresentando o mínimo de 4MB de memória RAM e deve ter</p><p>acesso a internet</p><p>Descrição do software:</p><p>O ALGETEC Laboratórios Virtuais é uma ferramenta online que simula situações reais</p><p>de laboratórios nas áreas de engenharia e saúde e seguem com alto grau de 昀椀delização os</p><p>experimentos realizados nos equipamentos físicos da ALGETEC.</p><p>ATIVIDADE PRÁTICA 4</p><p>Atividade proposta:</p><p>O experimento a ser realizado na bancada didática para estudos em trocadores de calor permite</p><p>veri昀椀car a in昀氀uência de parâmetros, como vazão e temperatura, na e昀椀ciência dos trocadores. Para isto são realizados testes em três tipos de trocadores de calor: trocador de placas, trocador de tubos concêntricos e o trocador de casco-tubos. Em cada trocador de calor o aluno irá realizar o experimento com os 昀氀uxos de água em contracorrente e em correntes paralelas, medindo as temperaturas nos 昀氀uxos de água quente e água fria, na entrada e saída</p><p>do trocador de calor, além de medir as vazões dos 昀氀uxos.</p><p>Objetivos:</p><p>- Compreender o funcionamento de um trocador de calor;</p><p>identi昀椀car qual tipo de trocador de calor possui melhor e昀椀ciência trifásica;</p><p>Pernotceenddeimr aenint昀氀ousênpcaiaradaa vraezaãloiznaaçtãroandsfaeraêtnivciiadadde ec:alor..</p><p>Para realizar este experimento, siga os passos indicados abaixo:</p><p>1) Acessar o laboratorio virtual do site da ALGETEC; Em seguida clicar em cursos, buscar a aba Labs Específicos de Engenharia. Após, selecionar o Laboratório de Transferência de Calor e por fim acessar a prática Experimentos em Trocadores de Calor.</p><p>Downloaded by Cristiane Costa (cristyannecostha21@gmail.com)</p><p>(</p><p>lOMoARcPSD|8309115</p><p>)</p><p>2) Quanto a segurança no laboratório de engenharia, esta prática requer o uso</p><p>de sapatos fechados, cabelos presos e luvas de borracha nitrílica.</p><p>3) SELECIONANDO E ENCAIXANDO O TROCADOR DE CALOR:</p><p>Coloque um dos trocadores de calor sobre a bancada e o conecte aos canos. Faça a prática preferencialmente nesta ordem: trocador de tubos concêntricos, trocador de calor casco tubo e trocador de calor do tipo placas, respectivamente. Visualize os trocadores de calor clicando com o botão esquerdo do mouse na câmera com o nome “Trocadores” localizada dentro do painel de visualização no canto superior esquerdo da tela. Se preferir, também pode ser utilizado o atalho do teclado “Alt+2”. Leve o trocador de calor do tipo tubos concêntricos para a bancada e o encaixe clicando com botão direito do mouse sobre ele e selecionando a opção “Encaixar trocador”.</p><p>4) LIGANDO AS BOMBAS</p><p>Energize o painel, ligue o aquecedor e espere a temperatura chegar a 60⁰C. Acompanhe a temperatura pelos indicadores, quando ela chegar a 60⁰C, o aquecedor irá se desligar automaticamente, após isso, abra as válvulas e ligue as bombas.</p><p>Com o botão esquerdo do mouse clique no painel e energize o painel clicando no botão de emergência. Ligue o aquecedor clicando com botão esquerdo do mouse na parte verde do botão “Habilitar Aquecedor”. E para visualizar os indicadores clique com o botão esquerdo em “indicadores”. Para abrir as vávulas clique sobre elas com o botão esquerdo do mouse e para ligar as bombas retorne ao painel e clique com botão na</p><p>parte verde de seus respectivos botões.</p><p>(</p><p>lOMoARcPSD|8309115</p><p>)</p><p>(</p><p>Downloaded by Cristiane Costa (cristyannecostha21@gmail.com)</p><p>)</p><p>5) VARIANDO A VAZÃO</p><p>Aumente a vazão da bomba dois através do potenciômetro que se encontra no painel e observe a variação de temperatura nos indicadores. Para uma melhor compreensão, observe a variação de temperatura para diferentes vazões.</p><p>Checklist:</p><p>· Acessar o Algetec;</p><p>· Acessar a prática;</p><p>· Ler o Sumário Teórico_Trocador de Calor;</p><p>· Realizar o experimento na Bancada Didática para Estudos em Trocadores de Calor;</p><p>· Anotar todos os dados e tirar prints das telas dos resultados.</p><p>Resultados da aula prática: Aluno, você deverá entregar:</p><p>Você deverá entregar um documento (formato docx) com os prints de tela com a</p><p>sequência do experimento e as respostas as seguintes perguntas:</p><p>1) Quais as principais vantagens da utilização de trocadores de calor?</p><p>2) Qual tipo de trocador é mais utilizado na indústria de alimentos? Justi昀椀que.</p><p>3) Quais critérios devem ser levados em consideração ao escolher um tipo de</p><p>trocador de calor?</p><p>4) Qual a in昀氀uência da vazão na transferência de calor?</p><p>Referências:</p><p>ALGETEC. Roteiro de Experimentos: Trocador de Calor.</p><p>ALGETEC. Sumário Teórico: Trocador de Calor.</p><p>Roteiro Aula Prática – Experimento 1 - Determinação da Viscosidade de Fluidos</p><p>Item</p><p>Descrição</p><p>Foto</p><p>1</p><p>Inicialmente, são apresentados os materiais e equipamentos que farão parte do experimento prático.</p><p>São eles:</p><p>1. Esfera de 5 mm;</p><p>2. Esfera de 6 mm;</p><p>3. Esfera de 8 mm;</p><p>4. Esfera de 10 mm;</p><p>5. Cronômetro;</p><p>6. Tubo com água;</p><p>7. Tubo com óleo 5W20;</p><p>8. Tubo com glicerina;</p><p>2</p><p>Vista superior das esferas</p><p>3</p><p>Vista frontal do tobo dos tubos, onde o experimento consistirá em soltar as esferas de diferentes diâmetros em cada um dos tubos, afim de avaliar a viscosidade dos materiais</p><p>4</p><p>O primeiro teste consistiu em realizar por três vezes, para cada tamanho de esfera a soltura da mesma no tubo de água, e cronometrar o tempo de descida do topo ao fundo. Depois, o mesmo teste foi feito para o óleo e posterior para a glicerina.</p><p>5</p><p>Cronômetro desligado e esferas na bancada.</p><p>Avaliando os resultados</p><p>1. Compare os valores encontrados para a viscosidade cinemática de forma experimental com o valor da viscosidade cinemática real. Os valores encontrados da tabela 4, podem ser utilizados para representar a viscosidade cinemática da água? Justifique.</p><p>R.: Não, pois ainda faltam parâmetros para determinação precisa.</p><p>2. Quais são as principais fontes de erros para este experimento?</p><p>R.: Precisão de cronometragem, falta de informações da massa da esfera, temperatura ambiente, entre outros.</p><p>3. Compare os valores encontrados para a viscosidade cinemática de forma experimental com o valor da viscosidade cinemática real. Os valores encontrados da tabela 5, podem ser utilizados para representar a viscosidade cinemática da água? Justi昀椀que.</p><p>R.: Pergunta redundante, uma vez que a tabela 5 trata de informações do óleo 5W20.</p><p>4. Quais são as principais fontes de erros para este experimento?</p><p>R.: Precisão de cronometragem, falta de informações da massa da esfera, temperatura ambiente, entre outros.</p><p>Tabela de dados</p><p>Tubo</p><p>com água</p><p>Esfera</p><p>Raio</p><p>Raio ²</p><p>Aceleração</p><p>Gravidade (m/s²)</p><p>Tempo 1</p><p>Tempo 2</p><p>Tempo 3</p><p>Tempo 4</p><p>Tempo médio (s)</p><p>Distância percorrida (m)</p><p>Velocidade média (m/s)</p><p>λ1</p><p>Velocidade corrigida (m/s)</p><p>Densidade (Kg/m³)</p><p>Viscosidade dinâmica (Kg/m.s)</p><p>Viscosidade</p><p>cinemática real (m²/s)</p><p>Viscosidade</p><p>cinemática teórica(m²/s)</p><p>Erro relativo (%)</p><p>5 mm</p><p>0,0025</p><p>6,25E-06</p><p>9,81</p><p>0,930</p><p>0,910</p><p>0,910</p><p>0,920</p><p>0,918</p><p>0,9</p><p>0,981</p><p>1,273</p><p>1,248</p><p>1000</p><p>7,48E-02</p><p>7,48E-05</p><p>9,86E-07</p><p>98,68%</p><p>6 mm</p><p>0,003</p><p>9,00E-06</p><p>9,81</p><p>0,870</p><p>0,880</p><p>0,870</p><p>0,850</p><p>0,868</p><p>0,9</p><p>1,037</p><p>1,327</p><p>1,377</p><p>1000</p><p>9,76E-02</p><p>9,76E-05</p><p>9,86E-07</p><p>98,99%</p><p>8 mm</p><p>0,004</p><p>1,60E-05</p><p>9,81</p><p>0,770</p><p>0,790</p><p>0,790</p><p>0,810</p><p>0,790</p><p>0,9</p><p>1,139</p><p>1,436</p><p>1,636</p><p>1000</p><p>1,46E-01</p><p>1,46E-04</p><p>9,86E-07</p><p>99,32%</p><p>10 mm</p><p>0,005</p><p>2,50E-05</p><p>9,81</p><p>0,680</p><p>0,690</p><p>0,680</p><p>0,680</p><p>0,683</p><p>0,9</p><p>1,319</p><p>1,545</p><p>2,038</p><p>1000</p><p>1,83E-01</p><p>1,83E-04</p><p>9,86E-07</p><p>99,46%</p><p>Tubo com óleo 5W20</p><p>Esfera</p><p>Raio</p><p>Raio ²</p><p>Aceleração</p><p>Gravidade (m/s²)</p><p>Tempo 1</p><p>Tempo 2</p><p>Tempo 3</p><p>Tempo 4</p><p>Tempo médio (s)</p><p>Distância percorrida (m)</p><p>Velocidade média (m/s)</p><p>λ1</p><p>Velocidade corrigida (ms)</p><p>Densidade (Kg/m³)</p><p>Viscosidade dinâmica (Kg/m.s)</p><p>Viscosidade</p><p>cinemática real (m²/s)</p><p>Viscosidade</p><p>cinemática teórica(m²/s)</p><p>Erro relativo (%)</p><p>5 mm</p><p>0,0025</p><p>6,25E-06</p><p>9,81</p><p>1,740</p><p>1,760</p><p>1,760</p><p>1,760</p><p>1,755</p><p>0,9</p><p>0,513</p><p>1,273</p><p>0,653</p><p>852</p><p>1,46E-01</p><p>1,71E-04</p><p>5,05E-05</p><p>99,97%</p><p>6 mm</p><p>0,003</p><p>9,00E-06</p><p>9,81</p><p>1,420</p><p>1,430</p><p>1,430</p><p>1,420</p><p>1,425</p><p>0,9</p><p>0,632</p><p>1,327</p><p>0,838</p><p>852</p><p>1,64E-01</p><p>1,92E-04</p><p>5,05E-05</p><p>99,97%</p><p>8 mm</p><p>0,004</p><p>1,60E-05</p><p>9,81</p><p>1,110</p><p>1,100</p><p>1,090</p><p>1,090</p><p>1,098</p><p>0,9</p><p>0,820</p><p>1,436</p><p>1,178</p><p>852</p><p>2,07E-01</p><p>2,43E-04</p><p>5,05E-05</p><p>99,98%</p><p>10 mm</p><p>0,005</p><p>2,50E-05</p><p>9,81</p><p>0,900</p><p>0,900</p><p>0,910</p><p>0,930</p><p>0,910</p><p>0,9</p><p>0,989</p><p>1,545</p><p>1,528</p><p>852</p><p>2,50E-01</p><p>2,93E-04</p><p>5,05E-05</p><p>99,98%</p><p>Tubo com glicerina</p><p>Esfera</p><p>Raio</p><p>Raio ²</p><p>Aceleração</p><p>Gravidade (m/s²)</p><p>Tempo 1</p><p>Tempo 2</p><p>Tempo 3</p><p>Tempo 4</p><p>Tempo médio (s)</p><p>Distância percorrida (m)</p><p>Velocidade média (m/s)</p><p>λ1</p><p>Velocidade corrigida (ms)</p><p>Densidade</p><p>(Kg/m³)</p><p>Viscosidade dinâmica (Kg/m.s)</p><p>Viscosidade</p><p>cinemática real (m²/s)</p><p>Viscosidade</p><p>cinemática teórica(m²/s)</p><p>Erro relativo (%)</p><p>5 mm</p><p>0,0025</p><p>6,25E-06</p><p>9,81</p><p>11,280</p><p>11,140</p><p>11,190</p><p>11,130</p><p>11,185</p><p>0,9</p><p>0,080</p><p>1,273</p><p>0,102</p><p>1250</p><p>8,78E-01</p><p>7,02E-04</p><p>6,61E-04</p><p>99,92%</p><p>6 mm</p><p>0,003</p><p>9,00E-06</p><p>9,81</p><p>8,140</p><p>8,110</p><p>8,140</p><p>8,140</p><p>8,133</p><p>0,9</p><p>0,111</p><p>1,327</p><p>0,147</p><p>1250</p><p>8,82E-01</p><p>7,05E-04</p><p>6,61E-04</p><p>99,93%</p><p>8 mm</p><p>0,004</p><p>1,60E-05</p><p>9,81</p><p>4,960</p><p>4,920</p><p>4,960</p><p>4,920</p><p>4,940</p><p>0,9</p><p>0,182</p><p>1,436</p><p>0,262</p><p>1250</p><p>8,80E-01</p><p>7,04E-04</p><p>6,61E-04</p><p>99,92%</p><p>10 mm	0,005 2,50E-05	9,81	3,310	3,370	3,310	3,370	3,340	0,9	0,269	1,545	0,416	1250	8,64E-01	6,91E-04	6,61E-04	99,92%</p><p>Roteiro Aula Prática – Experimento 2 – Experimento de Reynolds</p><p>Ite</p><p>m</p><p>Descrição</p><p>Foto</p><p>1</p><p>1. Inicialmente, a bancada foi con昀椀gurada ajustada de acordo com a tabela “CONDIÇÕES DE VÁLVULAS”</p><p>2</p><p>Depois, as bombas foram habilitadas e o painel foi ligado. Com isso, iniciou-se a avaliação da passagem de água pelo rotâmetro</p><p>3</p><p>Com 40% de abertura da válvula 2C, temos 2900 LPH de vazão.</p><p>4</p><p>Seguindo o experimento, abre- se a válvula 2C completamente, atingindo 5000 LPH de vazão.</p><p>Nessa análise, vemos a capacidade de estragulamento da vazão, causado pela válvula. Ali temos a chamada perda de carga.</p><p>5</p><p>Posterior, foi feita a manobra para encher o volume do tanque de água. Chegou-se ao volume inicial de 0,056 m³, com altura “h” igual à 443 mm</p><p>6</p><p>Com 4% de abertura, temos regime laminar.</p><p>7</p><p>Com 8%, ainda temos regime laminar.</p><p>8</p><p>Com 33%, temos um regime turbulento, com 昀氀uxo descontínuo.</p><p>Avaliando os resultados</p><p>1. A partir dos dados obtidos no laboratório, determine a vazão do sistema.</p><p>R.: ho = 443 mm hf = 396 mm Δh = 47 mm</p><p>t = 64 segundos Volume = 6,02.10^-3 m³</p><p>Q = V/t</p><p>Q = 6,02.10^-3 m³ / 64 s</p><p>Q = 9,4.10^-05 m³/s Ou</p><p>Q=0,09 Litros/segundo.</p><p>2. Qual o regime de escoamento observado no experimento?</p><p>R.: Até 8%, constatou-se regime laminar. Após isso, até 25% de Transição e após 25%, regime turbulento.</p><p>Roteiro Aula Prática – Experimento 3 – Perda de Carga em um Escoamento Interno/ Seção</p><p>Ite</p><p>m</p><p>Descrição</p><p>Foto</p><p>1</p><p>Inicialmente, a bancada foi con昀椀gurada ajustando o teste para o tubo de PVC de 32mm. Na imagem, o manômetro está em destaque, através do pop up.</p><p>2</p><p>Com Q=1800 L/h, encontrou-se uma perda de carga de H=100 mmCA.</p><p>Aumentando para 4600 L/h, obtivemos 56 mmCA.</p><p>3</p><p>Repetiu-se os testes para as tubulações de PVC de 25 mm, de Cobre de 28 mm e de Acrílico de 25mm.</p><p>Os resultados serão disponibilizados na tabela 1 abaixo.</p><p>Avaliando os resultados</p><p>1) O cálculo da perda de carga utilizando o DIAGRAMA DE MOODY (teórico) R.: Vide tabela 1.</p><p>2) O cálculo do desvio relativo em relação às perdas de carga obtidas teoricamente e a lida no manômetro U no experimento.</p><p>R.: Vide tabela 1.</p><p>3) Quais são as principais fontes de erros para este experimento? A discrepância foi grande entre os valores teóricos e experimentais? Para os cálculos, considere que a distância entre os pontos de tomada de pressão é de um metro em qualquer uma das linhas.</p><p>R.: Podemos citar, o delay do potênciometro em aplicar a variação de vazão. Temos um “gap” entre alguns pontos, o que in昀氀uencia nos valores; podemos citar também o acabamento interno das tubulações (rugosidade) pois é desconsiderada a rugosidade em tubulações plásticas, porém caso não haja acabamento super昀椀cial correto, a rugosidade interfere na perda de carga.</p><p>4) Qual a in昀氀uência do diâmetro da tubulação, do material e da vazão na perda de carga distribuída? plote os valores de Vazão x Perda de Carga utilizando um software grá昀椀co para realizar esta análise.</p><p>R.: De acordo com a Tabela 1, podemos avaliar a leitura da perda de carga entre os tubos de PVC de 32 e 25 mm. Ao analisar a primeira leitura, ambas estão com vazão ajustada em 1800 Litros/hora, porém a perda de carga no conduto de 32 mm é de 10 mmca, enquanto no de 25 mm é de 42 mmca. Ou seja, quanto maior o diâmetro, mais fácil é o escoamento de 昀氀uido, o que reduz a perda de carga.</p><p>O grá昀椀co abaixo, apresenta essa análise.</p><p>Roteiro Aula Prática – Experimento 4 – Introdução à Radiação e Trocadores de Calor</p><p>Ite</p><p>m</p><p>Descrição</p><p>Foto</p><p>1</p><p>Inicialmente, apresentemos os trocadores de calor que usaremos nesse experimento. Teremos:</p><p>1. Tubos concêntricos;</p><p>2. Casco-tubo;</p><p>3. A placas.</p><p>2</p><p>Encaixamos primeiro o trocador tipo tubos concêntricos.</p><p>3</p><p>Depois liga-se as bombas até que a temperatura T5 atinja 60</p><p>°C.</p><p>Depois, varia-se a vazão e faz- se algumas análises referente a variação de temperatura de acordo com a vazão.</p><p>Avaliando os Resultados</p><p>1) Quais as principais vantagens da utilização de trocadores de calor? R.: Podemos citar:</p><p>· Alta e昀椀ciência térmica no processo de transferência de calor;</p><p>· Baixo custo de instalação;</p><p>· Alta performance, com baixo volume retido;</p><p>· Fácil desmontagem para manutenção;</p><p>· Por ser um equipamento desmontável, permite o ajuste da capacidade do trocador adicionando ou removendo placas do equipamento.</p><p>2) Qual tipo de trocador é mais utilizado na indústria de alimentos? Justi昀椀que. R.: O modelo mais utilizado é o trocador de calor a placas, devido primeiro ao espaço reduzido que pode ser utilizado e principalmente pela facilidade de higienização que é fator crucial do processo produtivo em indústrias alimentícias.</p><p>3) Quais critérios devem ser levados em consideração ao escolher um tipo de trocador de calor?</p><p>R.: O layout físico disponível para instalação do trocador, o tipo de 昀氀uido que fará a troca térmica, a vazão do 昀氀uido, a temperatura de entrada e saída do 昀氀uido a ser resfriado, o LMTD (diferença de temperatura média logarítmica), número de passes, pressões de trabalho (entrada e saída).</p><p>4) Qual a in昀氀uência da vazão na transferência de calor?</p><p>R.: O aumento da vazão gera maior energia cinética entre as moléculas de 昀氀uido, consequentemente gerando atrito entre o 昀氀uido e as paredes do conduto, auxiliando assim na troca térmica, incrementando a transferência de calor.</p><p>image3.jpeg</p><p>image4.png</p><p>image5.jpeg</p><p>image6.jpeg</p><p>image7.jpeg</p><p>image8.jpeg</p><p>image9.jpeg</p><p>image10.jpeg</p><p>image11.jpeg</p><p>image12.jpeg</p><p>image13.jpeg</p><p>image14.jpeg</p><p>image15.jpeg</p><p>image16.jpeg</p><p>image17.jpeg</p><p>image18.jpeg</p><p>image19.jpeg</p><p>image20.jpeg</p><p>image21.jpeg</p><p>image22.jpeg</p><p>image23.png</p><p>image24.png</p><p>image25.jpeg</p><p>image26.jpeg</p><p>image27.jpeg</p><p>image28.png</p><p>image29.jpeg</p><p>image30.jpeg</p><p>image31.jpeg</p><p>image32.png</p><p>image33.jpeg</p><p>image34.jpeg</p><p>image35.png</p><p>image36.png</p><p>image37.jpeg</p><p>image38.png</p><p>image39.png</p><p>image40.png</p><p>image1.png</p><p>image2.png</p>