U2_A4_PERDA_DE_CARGA_EM_UM_ESCOAMENTO_INTERNO

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Roteiro Aula Prática + FENÔMENOS DE TRANSPORTE PúblicoROTEIRO DE AULA PRÁTICA NOME DA DISCIPLINA: FENÔMENOS DE TRANSPORTE Unidade: U2_EQUAÇÃO DA ENERGIA E ESCOAMENTO INTERNO Aula: A4_PERDA DE CARGA EM UM ESCOAMENTO INTERNO OBJETIVOS Definição dos objetivos da aula prática: Verificar a relação de dependência entre a perda de carga e a vazão; Determinar número de Reynolds para cada caso estudado e sua implicação na análise dos dados, bem como tipo de escoamento (laminar, de transição, ou turbulento); Utilizar a equação da continuidade para determinar a velocidade de escoamento de um determinado fluido; Analisar como material utilizado na fabricação dos condutos influencia na queda de pressão de um fluido em movimento. SOLUÇÃO DIGITAL: Algetec ALGETEC Laboratórios Virtuais é uma ferramenta online de simuladores de laboratórios virtuais que encena ambiente real e proporciona ao aluno a execução de experimentos sem sair de casa, replicando a aula prática com alto grau de fidelidade ao laboratório físico tradicional. experimento será: Perda de Carga Distribuída ID 108. PROCEDIMENTOS PRÁTICOS E APLICAÇÕES Procedimento/Atividade n° 1 PERDA DE CARGA DISTRIBUÍDA Atividade proposta: Analisar comportamento do escoamento da água em tubulações de diferentes diâmetros e materiais, medindo a perda de carga. Procedimentos para a realização da atividade: estudo da perda de carga no escoamento em tubulações é de fundamental importância, tanto em aplicações residenciais e da construção civil, como na indústria em geral. projeto de sistemas de bombeamento de água, controle de processos industriais, sistemas de filtração, estações de tratamento de esgoto, entre outros, tem grande dependência dos conceitos aqui apresentados e aplicados no equipamento didático. Quando se deseja determinar, numa instalação hidrossanitária residencial, diâmetro das tubulações que serão utilizadas e em que nível ficará instalada a caixa d'água, recorre-se ao cálculo da perda de carga no escoamento dos fluidos para determinar se a pressão nos pontos de utilização (pia, chuveiro, vaso sanitário, etc)é suficiente para cada diâmetro de conduto considerado. Na indústria, quando se deseja determinar a altura manométrica (pressão de descarga) e vazão de uma bomba que será utilizada num processo, analisa-se o comprimento que a linha terá e os acessórios que serão utilizados (válvulas, joelhos, filtros, etc) para assim escolher modelo adequado, baseando-se na perda de carga causada pelos componentes do sistema. Além dessas, existem inúmeras outras aplicações na engenharia aos conceitos aqui citados. Para realizar o experimento, em seu AVA, busque experimento "Perda de Carga e clique sobre ele. Irá abrir a página inicial do simulador, contendo menu das atividades. Clique na opção "Experimento", à esquerda, e acesse laboratório virtual. Para aprofundar seus conhecimentos sobre o tema, acesse as demais opções contidas no menu. plataforma a+ Perda de Carga Distribuída Apresentação Sumário teórico Roteiro Pré Teste Experimento Teste Atividade Apresentação 1. OBJETIVO escoamento em condutos fechados possui ampla aplicação na indústria, construção civil, geração de energia, entre outros. Devido à com as paredes internas da tubulação, há uma transformação continua de energia de pressão em energia térmica e sonora entre dua escoamento. Essa dissipação de energia mecânica é chamada de perda de carga. Por se tratar de um fenômeno que ocorre em todo turbulento, e para qualquer tipo de fluido, estudo da perda de carga em tubulações se torna para conhecimento téc hidráulica. Como parte das atividades deste você irá analisar comportamento do escoamento da em tubulações de diferentes Ao clicar em "Experimento", uma tela como a mostrada abaixo irá abrir. Para iniciar experimento, clique sobre a imagem. plataforma a+ Perda de Carga Distribuída Anterior Apresentação Pré Teste Sumário teórico Experimento Acesse laboratório: Roteiro Pré Teste Experimento Pós Teste Atividade Assim, a página inicial do experimento irá abrir. PúblicoVisualização Bancada Frontal Livre Painel Elétrico Bombas Válvulas de Controle Tubulação Principal Reservatório de acrílico Tubo de Reynolds Mecânica dos Fluídos Durante a realização do laboratório virtual, estarão disponíveis na tela algumas opções de atalhos para auxiliar no experimento. Inicialmente, explore menu de visualização clicando com botão esquerdo do mouse sobre cada câmera. A visualização será alterada. Note que atalhos também são disponibilizados para facilitar a transição de uma câmera para outra. No canto superior direito da tela está botão da engrenagem que representa menu de opções, onde a prática pode ser reiniciada. Já botão com o caderno fornece esquemático da bancada didática, onde podem ser visualizados todos os acessórios a serem ensaiados e dispositivos auxiliares. Clique com botão esquerdo do mouse sobre cada opção para visualizar. Para facilitar na realização dos experimentos, janelas de pop-up podem ser acessadas no rotâmetro (medidor de vazão) e no manômetro em U (medidor diferencial de pressão). Para acessá-las, basta clicar com botão direito do mouse sobre os dispositivos e as janelas serão abertas. Público+ 20 20 + Algetec 1000 500 Visualize as bombas clicando com botão esquerdo do mouse na câmera "Bombas" localizada dentro do painel de visualização no canto superior esquerdo da tela. Visualização Bancada Frontal Livre Painel Elétrico Bombas Válvulas de Controle Tubulação Principal Reservatório de acrílico Tubo de Reynolds Feche a válvula de esfera B1 clicando com botão esquerdo do mouse sobre ela. Visualização VÁLVULA DE ESFERA Válvula para controlar os fluxos dos fluidos, quando aberta fica alinhada com a tubulação conectada. ALTERNAR POSIÇÃO PúblicoVisualize as válvulas clicando com botão esquerdo do mouse na câmera "Frontal livre" localizada dentro do painel de visualização no canto superior esquerdo da tela. Visualização Bancada Frontal Livre Painel Elétrico Bombas Válvulas de Controle Tubulação Principal Reservatório de acrílico Tubo de Reynolds Feche as válvulas de esfera V04, V05, V06, V07, V08 e V09 clicando com o botão esquerdo do mouse sobre elas. É possível utilizar scroll do mouse para dar zoom. Visualização Habilite a janela popup do "Manômetro em "U" clicando com botão direito do mouse sobre ele. PúblicoVisualização MANÔMETRO Instrumento que consiste basicamente em um tubo de vidro em "U" onde está marcada uma escala indicadora. equipamento dispõe de um manômetro em "U" com escala calibrada para HABILITAR/DESABILITAR milímetros de coluna de água. JANELADE POPUP Realize a conexão do tubo que será utilizado no experimento clicando com o botão esquerdo do mouse sobre ele. Visualização TUBO PVC 32mm Elemento para estudo de perda de carga, onde a propriedade do material que compõe da tubulução é usado para medir a influência no valor de perda de carga. REALIZAR CONEXÃO Selecione Manômetro em "U" clicando com botão esquerdo do mouse sobre ele para realizar a conexão. PúblicoVisualização HABILITAR/DESABILITAR JANELADE POPUP Visualize o painel elétrico clicando com botão esquerdo do mouse na câmera com nome "Painel Elétrico". Visualização Bancada Frontal Livre Painel Elétrico Bombas Válvulas de Controle Tubulação Principal Reservatório de acrílico Tubo de Reynolds I Habilite a bomba 2 clicando com botão esquerdo do mouse sobre ela. PúblicoVisualização PAINEL LÉTRICO DE COMANDO Bancada Frontal Livre Painel Elétrico Bombas PAINEL INVERSOR BOMBA ENERGIZADO HABILITADO OPERANDO OPERANDO Válvulas de Controle Tubulação Principal Reservatório de acrílico CONTROLE Tubo de Reynolds DEVAZÃO HABILITAR LIGA DESLIGA BOMBA EMERGÊNCIA EXPANSÃO Habilite a janela de popup do potenciômetro clicando com botão direito do mouse sobre botão indicado. Visualização PAINEL ELÉTRICO DE COMANDO Bancada Frontal Livre Painel Elétrico Bombas PAINEL INVERSOR BOMBA BOMBA ENERGIZADO HABILITADO OPERANDO OPERANDO Válvulas de Controle Tubulação Principal Reservatório de acrílico CONTROLE Tubo de Reynolds DE VAZÃO LIGA DESLIGA EMERGÊNCIA VARIAR + EXPANSÃO Varie a vazão clicando com botão esquerdo do mouse sobre local indicado e arraste para a direita. PúblicoVisualização PAINEL ELÉTRICO DE COMANDO Bancada Frontal Livre Painel Elétrico Bombas PAINEL INVERSOR BOMBA BOMBA ENERGIZADO HABILITADO OPERANDO OPERANDO Válvulas de Controle Tubulação Principal + Controle de Vazão ^ Reservatório de CONTROLE Tubo de Reynolds VAZÃO HABILITAR HABILITAR BOMBA MERGÊNCIA CONTROLE DE VAZÃO EXPANSÃO Feche a janela de popup clicando com botão esquerdo do mouse sobre local indicado. Visualização PAINEL ELÉTRICO DE COMANDO Bancada Frontal Livre Painel Elétrico Bombas PAINEL INVERSOR BOMBA BOMBA ENERGIZADO HABILITADO OPERANDO OPERANDO Válvulas de Controle Tubulação Principal + Controle de Vazão ^ Reservatório de acrílico CONTROLE Tubo de Reynolds DEVAZÃO HABILITAR HABILITAR BOMBA BOMBA MERGÊNCIA CONTROLE DE VAZÃO EXPANSÃO Ligue painel elétrico clicando com botão esquerdo do mouse no botão "LIGA". Visualização PAINEL ELÉTRICO DE COMANDO Bancada Frontal Livre Painel Elétrico Bombas PAINEL INVERSOR BOMBA BOMBA ENERGIZADO HABILITADO OPERANDO Válvulas de Controle Tubulação Principal Reservatório de acrílico CONTROLE Tubo de Reynolds DEVAZÃO LIGA DESLIGA HABILITAR BOMBA EMERGÊNCIA EXPANSÃOHabilite a janela de popup do rotâmetro e do manômetro clicando com botão direito do mouse sobre o botão indicado. Visualização ROTÂMETRO Utilizado para medir a vazão de água do sistema. Um peso interno é calibrado para medir a vazão através do equilíbrio da força gravitacional e empuxo. JANELADE POPUP Varie a vazão alterando o posicionamento do potenciômetro clicando com botão esquerdo do mouse sobre ele. Observe as alterações no rotâmetro e no manômetro em U. Repita esse procedimento algumas vezes. Visualização Bancada Frontal Livre Painel Elétrico Bombas Válvulas de Controle Tubulação Principal + Manômetro em U + Rotâmetro Controle de Vazão 5000 20 40 7000 OP-777-17-7 CONTROLE 4000 DE VAZÃO 60 Repita todo procedimento com a tubulação de PVC 25 mm, observe resultado e execute mesmo procedimento com as outras linhas. Desabilite a bomba 2, desligue o sistema, desconecte as mangueiras e retorne as válvulas para a sua posição inicial para finalizar a prática. Avaliando os resultados: 1. Qual foi a dependência observada entre a perda de carga, a vazão do fluido no sistema e diâmetro da tubulação, mantendo as outras variáveis constantes? 12. Para uma mesma vazão, analisando comportamento da queda de pressão entre os pontos de medição, qual das 4 linhas de perda de carga distribuída apresentou a maior queda? 3. No projeto da linha de sucção de uma bomba centrífuga, semelhante à existente na bancada didática, deseja-se que a tubulação cause a menor perda de carga possível. Estão disponíveis tubulações de cobre, PVC e acrílico, de diâmetro interno 21 mm, 21.7 mm e 26.5 mm, e comprimento 1 m, 1.5 m e 2 m. Qual das combinações a seguir melhor atende às condições dispostas? Checklist: Habilitar as bombas; Posicionar as válvulas das linhas; Conectar as mangueiras; Ligar a bomba; Variar a vazão; Avaliar os resultados. RESULTADOS Resultados do experimento: Ao final dessa aula prática, você deverá enviar um arquivo em word contendo as informações obtidas no experimento, os cálculos realizados, em conjunto com um texto conclusivo a respeito das informações obtidas e as referências bibliográficas ABNT, quando houver. arquivo não pode exceder o tamanho de 2Mb. Resultados de Aprendizagem: Como resultados dessa prática será possível realizar estudo da perda de carga distribuída em tubulações. Público 2