relatório mecanica dos fluidos

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UNIP - UNIVERSIDADE PAULISTA Instituto de Ciências Exatas e Tecnológicas
Engenharia Mecânica
Laboratório de Mecânica dos Fluidos
Relatório 3: PERDAS DE CARGA DISTRIBUIDA
Nome: Jonathan Ferreira Boga RA: C6334J3
São José do Rio Preto – 25 de maio de 2017
Relatório 3: PERDAS DE CARGA DISTRIBUIDA
UNIP - UNIVERSIDADE PAULISTA Instituto de Ciências Exatas e Tecnológicas
Engenharia Mecânica
Laboratório de Mecânica dos Fluidos
Relatório 3: PERDAS DE CARGA DISTRIBUIDA
Trabalho apresentado à disciplina de Mecânica dos Fluidos do curso de Engenharia Mecânica da Unip – Universidade Paulista, Campus de São José do Rio Preto - SP, sob a responsabilidade do professor Abdoral Milaré de Carvalho.
Nome: Jonathan Ferreira Boga RA: C6334J3
São José do Rio Preto – 25 de maio de 2017
Abstract 
Neste relatório estarão contidos os dados do experimento feito no laboratório da unip no dia 27 de abril de 2017, e conteúdos sobre perda de carga distribuída. Foi passado em aula o conteúdo didático sobre perdas de carga distribuída, e no laboratório utilizando os conteúdos ensinados realizamos o experimento de perda de carga distribuída do tubo de cano pvc liso e tubo de cano pvc rugoso, os dados obtidos foram anotados no relatório, depois feito uma pesquisa sobre perda de carga distribuída também anotada no relatório, com ela e com os ensinamentos em aula foi achado os resultados teóricos e comprado com os do experimento, e novamente foi anotado os resultados teóricos e a comparação com os resultados do experimento. 
Lista de figuras, siglas e símbolos
Figuras:
Figura 1: Enchimento do tanque de água por meio de uma bomba centrifuga.
Figura 2: Sistema de tubulação distribuída.
Figura 3: Perda de carga Tubo pvc liso.
Figura 4: Perda de carga Tubo pvc rugoso.
Siglas e Símbolos:
DH: Diâmetro hidráulico.
K: Coeficiente de perda de carga.
Re: Número de Reynolds.
 Velocidade do fluído.
V: Viscosidade cinemática do fluído.
hf: Perda de carga distribuída.
Q: Vazão volumétrica
A: Área
Introdução
A parede da tubulação gera perda pressão distribuída ao longo do decorrer do tubo, ocasionando na diminuição da pressão no decorrer do comprimento do tubo, isso é chamado de Perda de carga distribuída.
A Perda de Carga Distribuída ocorre na parte reta do tubo, devido ao atrito do fluído com a parede do tubo.
A Perda de carga depende de vários fatores, como diâmetro e comprimento do tubo, da rugosidade da parede do tubo e o material que foi fabricado, das características do fluído como a massa especifica e viscosidade, da velocidade que o fluído escoa dentro da tubulação.
A rugosidade depende do material que foi fabricado a tubulação. Em geral a tubulação com o passar do tempo tem um pequeno aumento na sua rugosidade.
Através do diagrama de Moody – Rouse, podemos encontrar a rugosidade equivalente K, e o coeficiente de perda de carga. Também se pode encontrar a rugosidade dos materiais em livros ou tabelas. Dividindo o Diâmetro hidráulico pela rugosidade equivalente K se encontra a rugosidade relativa ( .
A Viscosidade é a mais importante propriedade do fluído na dissipação da energia, por meio dela, e velocidade e densidade do fluído podemos calcular o número de Reynolds, que nós mostrará o regime de escoamento.
O Método de Moody – Rouse é um dos mais utilizado para se fazer o calculo de perda de carga distribuída. Encontrando o número de Reyolds e a viscosidade relativa, e se pode encontrar no diagrama o coeficiente de perda de carga .
Por meio da formula de perda de carga distribuída ( se pode calcular a perda da carga distribuída na tubulação.
Sendo = perda de carga distribuída; = coeficiente de perda de carga; 
 = velocidade do fluído; = diâmetro hidráulico; = Viscosidade cinemática do fluído.
Desenvolvimento
Nos foi passado em aula os conceitos e exemplos de perda de carga distribuída, depois em um laboratório foi posto em prática os conceitos de perda de carga, foi feito um experimento que consistia medir a perda de carga em um tubo de cano pvc liso e depois em um tubo de cano pvc rugoso. Para realizar o experimento foram anotadas as medidas do tanque e altura do nível da água e feito o calculo do volume de água, enchemos os tanque e anotamos o tempo gasto, assim fizemos o calculo da vazão dividindo o volume pelo tempo gasto. Após calcular vazão, medimos o comprimento dos tubos pvc, encontramos o diâmetro dos canos pvc e calculamos a sua área e dividimos a vazão calculada pela área do cano achando a velocidade do escoamento da água nos canos, e através de um piezômetro encontramos as perdas de carga dos canos pvc liso e rugoso, e no livro Franco Brunetti encontramos a viscosidade cinemática da água. Depois de terminar a coleta dos dados do experimento realizamos o calculo da perda de carga distribuída nos tubos pvc liso e rugoso, com a velocidade, diâmetro e viscosidade cinemática calculamos o número de Reynolds, dividimos o diâmetro do cano pvc pela rugosidade equivalente K encontrando rugosidade relativa. Com o número de Reynolds e a rugosidade relativa e com auxilio do diagrama de Rouse – Moody encontramos o coeficiente de perda de carga, com o coeficiente, comprimento do cano, diâmetro do cano pvc, velocidade, e a gravidade encontramos a perda de carga distribuída no tubo pvc.
Resultados e Conclusões
(Figura 1: Enchimento do tanque de água por meio de uma bomba centrifuga)
(Figura 2: Sistema de tubulação distribuída)
(Figura 3: Perda de carga Tubo pvc liso)
(Figura 4: Perda de carga Tubo pvc rugoso)
Dados obtidos no experimento:
Comprimento dos tubos pvc: 1,5 m
Diâmetro do tubo pvc: 0,01905 m
Medidas do tanque preenchido pela a água: largura (0,315m), comprimento (0,315m), altura (0,350m).
Tempo gasto para o enchimento do tanque: 10,32 segundos
Viscosidade cinemática da água: 
Perda de carga tubo pvc liso: 0,006m; Perda de carga tubo pvc rugoso: 0,001m
Resultados teóricos:
Volume do reservatório: 
Vazão volumétrica (Q): 
Área dos Tubos pvc: 
Velocidade do fluido no tanque: 
Número de Reynolds:
Rugosidade relativa: 
Coeficiente de perda de carga (f): 0,015
Perda de carga Tubo pvc liso (hf): 
Conclusão:
O experimento mostrou como funciona a perda de carga distribuída nos tubos pvc liso e rugoso, mostrou que realmente a perda de carga do tubo rugoso e maior em relação ao do tubo liso, obtendo resultados satisfatórios. 
Nos permitiu por em prática os ensinamentos visto em aula, usando os dados obtidos do experimento para encontrar a perda de carga distribuída, porém os resultados teóricos obtidos não foram satisfatórios.
Comparando os resultado teórico do tubo pvc liso com o resultado do experimento houve uma enorme discrepância, sendo que no experimento se obteve uma perda de 0,001m e no resultado teórico teve um resultado discrepante de 8,57 m. 
Isso ocorreu devido à soma de diversas variáveis ocorridas durante o experimento: 
Falta precisão dos equipamentos utilizados.
Má operação dos equipamentos utilizados.
Pequenos vazamentos no sistema de tubulação.
Presença de ar no piezômetro.
Pouca distancia do escoamento da água pelos tubos.
Possível erro na obtenção de dados no experimento.
Falta de revisão do experimento, não foi refeito várias vezes para se tirar uma média dos resultados obtidos.
Possível má aplicação das formulas e uma pequena imprecisão delas. 
O experimento não foi feito seguindo todas as condições ideais recomendas, como por exemplo, a temperatura de 20°C.
Em relação à perda de carga no Tubo pvc rugoso não foi possível fazer a comparação dos resultados devido não ser viável achar o resultado teórico devido a dificuldade de se encontrar a rugosidadeequivalente K do pvc rugoso, assim impossibilitando se encontrar o resultado teórico.
Recomendações
Verificar a abertura das válvulas.
Refazer várias vezes o experimento para poder comparar os dados coletado e retirar uma média.
Verificar se há vazamento na tubulação, e se há ar no piezômetro.
Observar se o experimento está seguindo os padrões e condições ideais.
Referências
Barral, Manuel. Perda de carga. [S.I.]: Usp. Disponível em: <http://www.esalq.usp.br/departamentos/leb/disciplinas/Fernando/leb472/Aula_7/Perda_de_carga_Manuel%20Barral.pdf>. Acesso em: 18 de maio de 2002, 23:30:32.
BRUNETTI, Franco. Mecânica dos Fluídos. 2.ed. São Paulo: Pearson, 2008.