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UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ – CAMPUS CAMPO MOURÃO Alunas: Giselly Peterlini e Bruna Ricci Bicudo RA: 1353454 e 1355023 RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA DE FENÔMENOS DE TRANSPORTE EXPERIMENTO DE PERDA DE CARGA INTRODUÇÃO O transporte de fluídos é feito por condutos projetados para essa função, que podem ser abertos para a atmosfera, recebendo o nome de canais, ou condutos fechados onde à pressão é maior que a atmosférica, sendo assim denominados dutos sob pressão. Estes são típicos nos escoamentos provocados por bombas hidráulicas. Os escoamentos em tubulações sofre influência das paredes das mesmas, já que dissipam energia devido ao atrito. Essa dissipação de energia se dá porque as partículas em contato com a parede adquirem a velocidade da parede, ou seja, nula, e passam a influenciar as partículas vizinhas através da viscosidade e da turbulência, dissipando a energia, que é denominada perda de carga. A perda de carga ocorre ao longo dos trechos retos de tubulação. Ela depende do diâmetro e do comprimento do tubo; da rugosidade da parede; das propriedades do fluido, da massa específica, da viscosidade e da velocidade do escoamento. A rugosidade da parede do tubo depende do material de fabricação e do seu estado de fabricação, em geral, um tubo muito usado apresenta uma rugosidade maior que um tubo novo. O efeito mecânico provocado pelo atrito do escoamento aumenta a temperatura do fluído que denota um aumento de sua energia térmica ou interna. Um esquema de como se dá esse escoamento está representado na figura 01. Figura 01 – Esquema de escoamento de um fluído e sua perda de carga. MATERIAIS E MÉTODOS Os materiais utilizados para o experimento foram: Reservatório de 20 l Tubo de vidro com diâmetro de 15 mm Recipiente graduado Manômetro Para obter a perda de carga foi feita a prática onde o tubo de vidro é ligado ao reservatório de 20 litros, onde, uma válvula permite controlar a velocidade em que se dá a vazão de água. Neste mesmo tubo estava ligado o manômetro, que tinha como fluído o clorofórmio vermelho. A cada vez que a válvula era aberta contava-se o tempo que levava para encher o recipiente graduado, e marcava-se a pressão indicada no manômetro, essa contagem foi realizada cinco vezes. Os cálculos de perda de carga foram feitos de acordo com a seguinte equação manométrica: 12222 RESULTADOS E DISCUSSÕES Os resultados encontrados estão apresentados na Tabela 1 e Gráfico 1: Tabela 1 – Dados coletados e calculados através de experimento prático Volume (ml) Tempo(s) Vazão (m³/s) x (m) Hp (m) 200 18,31 1,092.10-5 0,05 2,31.10-2 200 7,53 2,656.10-5 0,13 6,01.10-2 300 9,50 3,157.10-5 0,19 8,79.10-2 300 7,19 4,172.10-5 0,365 6,89.10-2 300 5,22 5,747.10-5 0,65 30,08.10-2 Gráfico 1 – Perda de carga por vazão De acordo com os valores obtidos, pode-se observar que à medida com que os valores da perda de carga aumentam, há também um aumento nos valores para x, marcados no manômetro. Isso significa que quanto mais o fluido se desloca, maior é perda de carga, que ocorre por conta do atrito entre o fluido e o tubo. Quanto ao escoamento que ocorreu, podemos observar que não foi considerado do tipo laminar, pois neste não há atrito significativo entre fluido e tubo. Como podemos observar no gráfico do experimento, a vazão é um fator determinante, pois com o aumento da vazão, há aumento da perda de carga. CONCLUSÃO Com o experimento realizado em laboratório, podemos concluir que a perda de carga está relacionada com a vazão do fluido, ou seja, diretamente ligada à velocidade com que o mesmo escoa no tubo. REFERÊNCIAS BRUNETTI, Franco. Mecânica dos Fluidos. 2ª edição revisada. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2008 http://www.eecis.udel.edu/~portnoi/academic/academic-files/perdadecarga.html#_Toc525912642 http://www3.fsa.br/localuser/barral/Op_unit/Perda_de_carga.pdfm regianepermanente, o erá uma
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