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Prática Algetec Perda de Carga Distribuída No experimento de perda de carga localizada o primeiro passo é fechar a válvula da bomba B1, fechar as válvulas dos outros tubos e deixar aberto somente a do tubo que será realizado a análise, é necessário habilitar a janela de popup do manômetro em “U”, depois conectar as mangueiras no tubo, partir para o quadro de comandos, ajustar a vazão, habilitar a bomba, ligar e voltar para analisar o resultado no monômetro. Em seguida voltar ao quadro, desligar e desabilitar a bomba, desconectar as mangueiras do tubo e repetir o experimento no próximo tubo. 1: 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. Principais Fontes de Erros: Erros de Medição: Precisão dos Instrumentos: Manômetros e medidores de vazão podem ter erros de calibração que afetam as leituras. Parâmetros Ambientais: Alterações na temperatura e pressão do ambiente podem influenciar as propriedades do fluido e, consequentemente, as medições. Instalação do Equipamento: Alinhamento das Tubulações: Desvios ou obstruções nas tubulações podem causar turbulências, alterando a perda de carga. Vazamentos: Qualquer vazamento nas conexões ou nas tubulações pode levar a leituras de pressão incorretas. Variabilidade do Fluido: Viscosidade: Mudanças na temperatura da água podem alterar a viscosidade, impactando a perda de carga calculada. Contaminação: A presença de impurezas no fluido pode afetar seu comportamento e a leitura dos instrumentos. Calibração e Configuração do Sistema: Configuração das Bombas: Se as bombas não estiverem operando em suas condições ideais, a vazão pode não corresponder ao esperado. Acessórios e Componentes: O uso de válvulas e outros componentes pode introduzir perdas adicionais não consideradas nos cálculos teóricos. A discrepância entre o valor o valor teórico e o experimental por exemplo do cano PVC de 32 mm com uma vazão de 4500LPH não teve grande diferença. ex: a perda de carga em um cano de PVC de 32 mm em 1 metro de comprimento, com uma vazão de 4500 LPH é necessário converter para metros cúbicos por segundo (m³/s): 4500LPH= 4500÷1000 m³/h=4,5m3/h 4,5 m³/h= 4,5÷3600 m3/s ≈ 0,00125m³/s para calcular a velocidade do fluído: a área da seção transversal do cano de 32mm (0,032m) de diâmetro é: A =π (D÷2)² = π ( 0,032÷2)²≈ 0,000804m² a velocidade do fluído é: v= Q÷A= 0,0125÷0,000804≈1,555m/s para calcular a perda de carga usando a equação de Darcy- Weisbach; hf= 0,02× 1÷0,032× (1,555)²÷2×9,81≈0,02×31,25× 2,418÷19,62≈0,02×31,25×0,123≈0,077m 0,077metros×1000= 77mm Portanto a perda de carga em um cano de PVC de 32 mm de diâmetro e 1 metro de comprimento, com uma vazão de 4500LPH é aproximadamente 0,077 metros de coluna de água. 2. 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 distribuída em tubulações é influenciada principalmente por três fatores: diâmetro da tubulação, material da tubulação e vazão do fluido. · Diâmetro da Tubulação: Quanto maior o diâmetro, menor a perda de carga, pois tubulações maiores oferecem menos resistência ao fluxo do fluido. A perda de carga é inversamente proporcional ao diâmetro, conforme a equação de Darcy-Weisbach. · Material da Tubulação: Materiais com superfícies mais lisas, como PVC ou cobre, reduzem a perda de carga, enquanto materiais rugosos, como ferro fundido ou aço galvanizado, aumentam a resistência ao fluxo, elevando a perda de carga. · Vazão do Fluido: A perda de carga é diretamente proporcional à vazão. Vazões maiores aumentam a velocidade do fluido, resultando em maior atrito com as paredes da tubulação e, consequentemente, maior perda de carga. Em resumo, para minimizar a perda de carga, é recomendável utilizar tubulações de maior diâmetro, materiais com superfícies lisas e controlar a vazão do fluido. Vazão Total= 500 + 736= 1236 LPH A vazão está em litros por hora (LPH), mas para cálculos de engenharia, é comum usar metros cúbicos por segundo (m³/s). Q=1236LPH= 1236 x 0.001 ÷3600= 0,000343 Determinar a velocidade do fluido: A velocidade do fluido, pode ser calculada usando a equação da continuidade: Diâmetro=32mm = 0,032m A= πd²÷4 = π(0.032)²÷4=0.000804m² Agora calculamos a velocidade: V= 0,0003433÷0,000804= 0.427m/s A diferença da pressão medida no manômetro é de aproximadamente 82,5 Pa ∆P= 0.029×1×1000×(0,427)² ÷ 2 × 0,032 = 82,5pa Prática Algetec Perda de Carga Localizada O primeiro passo para o experimento no laboratório virtual de carga localizada é fechar as demais válvulas, deixando aberta somente a da tubulação em que será realizada o experimento. Segundo passo é acoplar o manômetro digital no tubo, partindo para o painel elétrico é necessário regular a intensidade da vazão do fluído, depois habilitar as bombas que serão utilizadas e ligar. Voltando para o quadro de experimento é possível analisar os resultados, utilizando o manômetro digital, manômetro de Bourdon e rotômetro. Para partir para o próximo experimento é necessário voltar ao quadro de energia, desligar e desabilitar as bombas, para fazer um próximo experimento em outros tubos com outros acessórios é só repetir o processo, respeitando as etapas. 1. Analise os dados para cada acessório e construa o gráfico Vazão x Perda de carga para cada um deles. Neste primeiro gráfico, realizei o experimento comparando a válvula 7,8,9(45° e 90°) utilizando vazão máxima em ambas. Construí um gráfico específico com as medições apenas da válvula 07 Venturi, realizei o experimento com uma vazão mínima, média e máxima. 2. Quais as principais fontes de erro para esse experimento? A discrepância foi grande entre os valores teóricos e experimentais? As principais fontes de erros possíveis neste experimento sem dúvida é os acessórios acoplados a tubulação como válvulas, curvas, registros, derivações, conexões, bombas e turbinas. A presença destes acessórios altera a velocidade e a direção do fluxo do fluido, isso provoca turbulência no fluido gerando perda de energia. A vazão de 4736 L/H precisa ser convertida para metros cúbicos por segundo (m³/s): 4736 L/H = 4736÷1000 m³/h= 4,736 m³/h 4,736m³/h=4,736÷3600 m³/s≈0,0013156m³/s A pressão de 4psi precisa ser convertida para Pascals (pa): 1 psi ≈ 6894,76 Pa 4psi= 4× 6894,76 Pa≈ 27579,04Pa Hf=27579,04÷1000x9,81≈ 27579,04÷9810≈2,81m Portanto, a perda de carga na linha medida é de aproximadamente 2,81 metros de coluna de água. image6.jpeg image7.jpeg image8.jpeg image9.jpeg image10.jpeg image11.jpeg image1.jpeg image2.jpeg image3.jpeg image4.jpeg image5.jpeg