Fenômenos de Transporte

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Aluno: Mateus Vargas da Silva 
 RU:4686548
Atividade prática de fenômenos de transporte 
	Amostra 
	Volume ml
	Massa
g
	 P
g/ml
	D
	Água 
	250 ml
	251g
	1,0 g/ml
	1
	Álcool gel
	250ml
	220g
	0,88
g/ml
	0,88
1.Em função dos resultados obtidos indicar qual dos dois fluidos exercerá maior pressão hidrostática no fundo de uma vaso de armazenamento? Elaborar uma resposta com fundamentação teórica referente à relação entre pressão hidrostática e massa específica do fluido, comparando as massas específicas dos fluidos ensaiados.
A água exercerá maior pressão hidrostática no fundo do vaso de armazenamento em comparação com o álcool em gel, pois sua massa específica é maior . Isso está de acordo com a relação direta entre pressão hidrostática e massa específica do fluido.
A pressão hidrostática no fundo de um vaso de armazenamento depende diretamente da massa específica do fluido, da aceleração da gravidade e da altura da coluna de fluido. Como a pressão hidrostática é diretamente proporcional à massa específica, o fluido com maior massa específica exercerá maior pressão no fundo do vaso, desde que a altura da coluna de fluido e a aceleração da gravidade sejam as mesmas para ambos os fluidos, a pressão hidrostática exercida pela água será maior que a exercida pelo álcool em gel para a mesma altura de coluna de fluido.
2.Calcular a pressão hidrostática exercida por uma coluna de um determinado fluido Com uma altura medida h, sobre o fundo do tanque de armazenamento:
Pressão hidráulica exercida e de 367,5 Pascal (Pá)
Dados:
P = ρ. g .h
h= 8m
p= 0, 4686 g/cm³
g = 9,81 cm/s²
OBS: Lembrar de converter de g/cm³ para kg/m³
 Converter a densidade da g/cm³ para kg/m³
g = 0,4686 g/cm³ × 1000 kg/m³ = 468,6 k
Converter aceleração da gravidade de cm/s² para m/s² 
g= 9,81 cm/s² × 0,01 m/s² = 0,0981 m/s²
 
 p=p. g. h
p=468,6kg/m³ × 0,0981m/s² × 8 m
 p=468,6 × 0,0981 × 8
 p=468,6 × 0,7848
 p=367,5 Pa
2. Atividade prática de fenômenos de transporte 
	Componente
	Velocidade de queda
(cm/s)
	Viscosidade 
Dinâmica 
(g/cm. s)
	Viscosidade 
Cinemática 
(Cm²/s)
	Esfera 
	
	
	
	Água 
	14 (cm/s)
	0,40766 (g/cm.s)
	2,453024
(cm²/s)
	Álcool gel 
	8,75 (cm/s)
	0,5735 (g/cm.s)
	1,534437
(cm²/s)
1) Em função dos resultados de viscosidade dinâmica, qual dos dois fluidos exercerá maior resistência ao deslocamento? Justificar em função da relação entre viscosidade dinâmica e resistência ao escoamento e dos valores de viscosidade dos fluidos ensaiados.
O álcool em gel exercerá uma maior resistência ao deslocamento em comparação com a água, devido à sua maior viscosidade dinâmica.
A viscosidade dinâmica é uma medida da resistência interna de um fluido ao escoamento, ou seja, quanto maior a viscosidade dinâmica, maior será a resistência ao deslocamento. No caso do álcool em gel e da água, o álcool em gel possui uma viscosidade dinâmica significativamente maior do que a da água. A água tem uma viscosidade dinâmica relativamente baixa, o álcool em gel devido à sua composição espessa e gelatinosa, tem uma viscosidade dinâmica muito mais elevada, podendo variar dependendo da formulação, mas geralmente é maior do que a da água. Isso significa que, para um mesmo esforço aplicado, o álcool em gel fluirá mais lentamente do que a água, oferecendo maior resistência ao escoamento.
2) Determinar o número de Reynolds para os dois fluidos ensaiados, tomando suas viscosidades cinemáticas medidas nos ensaios e os dados abaixo:
Para determinar o número de Reynolds para água.
𝑅𝑒 = 
Onde:
𝑣=8,6m/s
D=1 in 
𝜗=2.443024×10-⁶ m²/s
D= 1in=0,254m
 
Re=
Re=
Re=89.050
Re da água=89.050
Para determinar o número de Reynolds para álcool gel.
𝑅𝑒 = 
Onde:
𝑣=8,6m/s
D=1 in 
𝜗=1,534437×10-⁶ m²/s
Re=
Re=
Re=142.370
Re do álcool gel=142.370
 Relatório da Atividade Prática de Fenômenos de Transporte de Perda de Carga Localizada e distribuída no Laboratório Virtual da Algetec.
Os fenômenos de transporte, que englobam a transferência de quantidade de movimento, calor e massa, são fundamentais para a compreensão de diversos processos na engenharia. No contexto da mecânica dos fluidos, um dos aspectos mais relevantes é o estudo da perda de carga em sistemas hidráulicos, que ocorre devido à resistência ao escoamento do fluido. Essa perda de carga pode ser classificada em dois tipos: perda de carga distribuída, que ocorre ao longo de trechos retos de tubulações; perda de carga localizada, que acontece em pontos específicos onde há mudanças bruscas na geometria do sistema, como curvas, válvulas, reduções ou alargamentos de seção.
A mecânica dos fluidos estuda o comportamento de fluidos em repouso ou em movimento, sendo fundamental para o projeto e análise de sistemas hidráulicos. Um dos conceitos mais importantes nessa área é a perda de carga, que representa a dissipação de energia do fluido devido à resistência ao escoamento. 
A perda de carga distribuída ocorre ao longo de trechos retos de tubulações devido ao atrito entre o fluido e as paredes internas do tubo. Esse fenômeno é descrito pela equação de Darcy-Weisbachhf=f.L/D.v^2/2g
Onde:
- hf: perda de carga distribuída (m);
- f: fator de atrito de Darcy (adimensional);
- L: comprimento da tubulação (m);
- D: diâmetro interno da tubulação (m);
- v: velocidade média do fluido (m/s);
- g: aceleração da gravidade (m/s²).
O fator de atrito f depende do regime de escoamento (laminar ou turbulento) e da rugosidade relativa da tubulação. Para escoamento laminar, f pode ser calculado por:
F=64/Re
Onde Re é o número de Reynolds, dado por:
Re=(p.v.D)/μ
Sendo p a densidade do fluido e μ a viscosidade dinâmica.
A perda de carga localizada ocorre em pontos específicos do sistema onde há mudanças bruscas na geometria da tubulação, como curvas, válvulas, reduções ou alargamentos de seção. Essas descontinuidades causam turbulências e redemoinhos, dissipando energia do fluido. A perda de carga localizada é calculada por:
hL=k.v^2/2g
Onde:
- hL: perda de carga localizada (m);
- k: coeficiente de perda de carga localizada (adimensional), que depende do tipo de obstáculo;
- v: velocidade do fluido (m/s);
- g: aceleração da gravidade (m/s²).
O coeficiente k é obtido experimentalmente ou por meio de tabelas e gráficos fornecidos na literatura, variando conforme o tipo de obstáculo.
Foi feito um atividade prática no laboratório virtual da Algetec que é uma plataforma online que simula ambientes e experimentos de laboratório, permitindo que estudantes e profissionais realizem práticas virtuais em diversas áreas da engenharia, como mecânica dos fluidos, fenômenos de transporte, termodinâmica, entre outras. Essa ferramenta é especialmente útil para o ensino remoto ou híbrido, oferecendo uma experiência interativa e próxima da realidade, sem a necessidade de infraestrutura física.
Para a atividade prática de carga Distruída iremos usar os seguintes materiais.
 · Tubulação de PVC 32 mm;
· Tubulação de PVC 25 mm;
· Tubulação de cobre 28 mm;
· Tubulação de acrílico 25 mm;
· Manômetro em U;
· Rotâmetro;
· Válvulas;
· Quadro elétrico;
· Bombas.
Para dar início ao procedimento foi configurado as bombas e válvulas correspondente a linha vamos fazer o experimento, visualizar as bombas fechei a válvula de esfera B1, visualizei as válvulas de linha fechei as válvulas de esfera v04,v05,v06,v07,v08 e v09 abrimos a janela do popup do manômetro em “U” , conectamos as mangueiras do manômetro em U no tubulação de pvc 32 mm , habilitei a bomba 2, visualizamos a janela do popup do potenciômetro para usar para variar a vazão liguei a bomba 2, visualizei o popup do rotâmetro e do manômetro, alterei a vazão no potenciômetro e anotei as variações no rotâmetro e no manômetro. Repeti o procedimento tubulação de PVC 25 mm v04,na tubulação de cobre 28 mm v05 e na tubulação de acrílico 25 mm v06.
1.Quais são as principais fontes de erros para este experimento? A discrepância foi grande entre os valoresteóricos 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.
As principais causas de erro para a perda de carga distribuída em um experimento são:
 Imprecisão nas medições: pode acontecer por falhas nos equipamentos de medição (como descalibração) ou por erros na hora de registrar os dados. Superfície irregular do tubo: o desgaste ou corrosão interna da tubulação pode influenciar a perda de carga, principalmente em canos velhos ou danificados. 
Espessura do fluido: fluidos mais densos ou viscosos podem alterar a perda de carga distribuída. 
Extensão da tubulação: quanto maior o comprimento do tubo, maior pode ser a perda de carga. 
 Espessura do tubo: variações no diâmetro da tubulação impactam a perda de carga, principalmente se houver mudanças ao longo do sistema. 
 Comportamento do fluxo: fatores como velocidade do fluido e turbulência podem interferir na perda de carga distribuída. 
Ouve discrepância entre os valores mas não foi muito grande.
1. Analise os dados para cada tubulação e responda. Qual a influência do diâmetro da tubulação, do material e da vazão na perda de carga distribuída? Se necessário plote os valores de Vazão x Perda de Carga num papel milimetrado ou software gráfico para uma análise mais completa.
A perda de carga destruída depende de três fatores principais
Diâmetro do tubo: Quanto mais largo o tubo, menor a perda de carga. 
 Material da tubulação : Superfícies ásperas (como ferro fundido) causam maior perda que materiais lisos (como PVC). 
Vazão do fluido: Aumentar a vazão eleva a perda de carga de forma acentuada, pois seu efeito é quadrático. 
Tubos largos e lisos com vazões moderadas minimizam perdas, enquanto tubos estreitos e rugosos com altas vazões as intensificam.
2. No experimento de Perda de Carga Distribuída, acoplando o manômetro e o rotâmetro ao tubo de PVC de 32 mm, após ligar a bomba, para uma vazão de 500 LPH+ os três últimos números do seu RU (por exemplo, para RU 987654, ficaria 500+654= 1154 LPH) , qual será a diferença de pressão medida no manômetro?
Tendo como relação da velocidade de circulação do fluido com a vazão 1048 LPH .
A diferença de pressão no manômetro U foi de 5 para mais e 5 para menos
Para realizar a atividade prática de carga localizada iremos Configurar a válvula de forma que apenas o escoamento passe pela linha 5 e mantendo as válvula da bomba aberta A1,B1eB 2 mantendo fechada apenas a válvula A 2 . Vamos fechar a válvula de controle das linhas 1,2,3,4,6 e 7, logo após iremos conectar o manómetro digital na linha 5, Ligaremos a bomba 1 e a bomba 2 logo após configurar o controlador de vazão para alterar o fluxo na linha agora iremos acompanhar no manômetro digital a mudança de vazão na linha e anotar os resultados.
1. Analise os dados para cada acessório e construa o gráfico Vazão x Perda de carga para cada um deles?
 
2.Quais as principais fontes de erro para esse experimento ? A discrepância foi grande entre os valores teóricos e experimentais?
A perda de carga localizada ocorre devido a obstáculos no escoamento, como válvulas, curvas, alargamentos ou estreitamentos.
Erro de medição: Instrumentos mal calibrado pode levar a leitura imprecisas.
Variação na vazão: flutuação na vazão durante a medição podem afetar os resultados.
Condições ambientais: temperatura e pressão podem influenciar os resultados.
3.A discrepância entre os valores teóricos e experimental não foi muito grande. O ensaio de Perda de Carga Localizada tem como finalidade avaliar o quanto energia é perdida no escoamento de um fluido através de um meio contendo obstáculos como válvulas, curvas em 45 graus, curvas em 90 graus e outros. A somatória destas perdas de carga, junto com a perda de carga distribuída, servirão para uma seleção adequada de bomba para o escoamento adequando no circuito analisado. Realizar o ensaio de perda de carga localizada em um Venturi, para uma vazão de 4000 L/H somado com os 3 primeiros números de seu RU (Por exemplo, para um RU 987654, teremos uma vazão de 4987 L/H) , tendo uma pressão na linha de aproximadamente 4 psi. Qual será a perda de carga na linha medida pelo manômetro digital?
Para uma vazão 4548L/H a pressão na linha de 5 psi o manômetro digital mediu 8.89 cmCa.
 
	
vazão alta 	manômetro principal psi	manômetro principal cgf/Cm²	manômetro digital 	8	0.4	10.58	vazão média 	manômetro principal psi	manômetro principal cgf/Cm²	manômetro digital 	2	0.1	3.67	vazão baixa 	manômetro principal psi	manômetro principal cgf/Cm²	manômetro digital 	0.3	0	1.72	
vazão alta 	rotâmetro LPH	5000	vazão média 	rotâmetro LPH	2100	vazão baixa 	rotâmetro LPH	800	
image1.jpeg
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