3 relatorio de hidraulica retificado

Al exa n dre Couto da Fonseca Carlos Ro berto da Silva Rodrigues Carlos Viníci us D i as dos Reis Jó Henri que C. V iei ra Samuel S ilva de Oliveira Per da de Carga Linear Cabo Frio, 2017. Al exa n dre Couto da Fonseca \u2013 Matrícu l a: 201401046797 Carlos Ro berto da Silva Rodrigues \u2013 Matríc ula : 201408070723 Carlos Viníci us D i as dos Reis \u2013 Matrícula : 201509087842 Jó Henri que C. Vie i ra \u2013 Matrícula: 201603037934 Samuel S ilva de Oliveira \u2013 Matrícula: 201512811599 Per da de carga linear Relat ório téc nico apre sentad o com o requisito parcial para obtenção de aprovação na disciplina Hidrá ulica, no Curso de En ge nha ria C ivil , na Univ ersidade U nive rs i dade Estácio de S á. Prof. Dr.: Marcelo Silv a. Cabo Frio, 2017. RESUMO Este trabalho apresenta a meto dolog i a e os proced imen tos realizad os em l aboratório para a obten çã o d os dados necessário s para ca l cular -se a perda d e c arga li ne ar o corrida durante o escoamento d e um fl u i do. O objetivo deste é de monstrar como os experimento s fo ram rea li z ados e a através d o s devidos cálc u los, m ensurar a qua ntidade de c arga(energia ) perdida no escoament o . Sumário 1 Introdução: ............................................................................................................................................ 1 2 Desenvo lvi m ento: ................................................................................................................................ . 2 2.1 Objetivo: ............................................................................................................................................. 3 2.2 Metodolog ia : ...................................................................................................................................... 3 2.3 Proced i m e ntos Experimentais: ........................................................................................................... 4 2.4 Resul ta dos: ................................................................................................................................... 5 3 Conclu sã o : ............................................................................................................................................. 8 Anexos: ................................................................................................................................ ..................... 9 Refe rências bibliográficas: ..................................................................................................................... 11 1 1 Introdu ção: A mecânica d o s fluidos é o ra m o da mecânica que estuda o com portame nto f ís ico d os fluid o s e s uas propriedades. Os aspect os da mecânica dos fluidos s ão de f u n da mental i mportância para a s olução de vár io s pr o b lemas e n contrados habit ua l me n te n a e n genharia, se ndo suas pr inci p a i s ap licações destinadas ao estud o de escoament o s de líqui dos e gases. A v az ão é a pr incipal característica de um esc oamento , uma vez que seu valo r é utili z ado no d imensionamen to d e o bras de E n genharia. N o d ia a d i a, e ncontra -se o estudo relacionado a vazão n a e laboraç ã o de pr ojetos de Engenharia para sistemas de água e esg otos, geraçã o de energia e létrica, i rr i g ação e drenagem , a lé m d e sua ap lica çã o n as in dús trias em máquinas e equipamento s, mostrando a importância do desenvolvi me n to de estudos neste seto r. Um dos principais pr oblemas que a e ngenharia e nfren t a é a d iminui ção da vazão de um escoament o , causado pe l a perda d e energia q ue o mesmo apresenta a o longo do percurso qu e se deseja reali z ar. Sempre que um líqu i d o escoa no in ter ior de um tubo de um ponto para outro, h averá um a determ inada perd a de e ne rg ia, de nominada perda d e pressã o ou perd a de carga. Esta perda de energia ex i st e de vi d a ao atr ito do fl u id o em esc oa m ento com as paredes do t ubo e de vi da à vi s c osida de d o fluido que escoa .O esco ament o inte r no em um duto sofre grande infl u ê n cia das paredes, o que causa a d i s si pação da energia, pelo atr ito. As partículas do fl u ido que inte ragem c om as paredes do duto ten dem a adqui r ir a m esma ve lo cidade das paredes, ou seja , as partí culas te ndem a ba i xar s uas veloci dad es até qu e esta se j a nula. Atuando sobre as partí culas a o lado at ra vés da visc o s i dade e da turbul ência , as partículas que tem me no r v elocidade term in am ca usando o que é c hamado P erda de carga ou Perda de e nergia. A perda de carga line ar, tam bém c hamada de perd a de carga d i s tribuí da se dá a o lon g o de to d o o duto, d e vi d o a o atrito d o flu i d o c om as paredes do tubo. L ogo, esta perda está di r etamente li g ada a fat o res como: C om primento e diâmetro do tubo, da rug o s i d ade de suas paredes, da ve lo c i dade d o esc o amento e de pro pr iedades d o fl u ido, c omo a vi s cosidade, e a massa específica. 2 2 Desenvol vimento: Em hidráulica o u em mecânica dos flu i dos, define-se vazão c omo a rela çã o entre o volume e o tempo. A vazão p ode ser o bt i da a partir d o esc oa m ento de um f luido atrav és de determinada s eção tra n sversal de um c on duto livre (cana l , r io ou tubu lação abert a) ou de u m conduto forçado (tubu lação ). Isto s i g nifica que a vazão r epresenta a rapide z c om a qua l um vol ume escoa. A unida de de m edida ad o tada p elo Sistema Internacional de U nidades (SI) para a vazão volumétr i c a é m³/s, embora os valores pa ra esta v azão mu itas vezes s eja m mensurados em m³/h, l/ h ou o l/ s. Uma das formas d e se calcular os valores d a v az ão em determ in ad o p onto é atrav és da relaçã o da velocidade c om a qua l o fl uido escoa pe lo duto e a área da s eção transversal desta tubulação. Se ndo \u201cv\u201d a v elocidade de esc oamento d o fl uido e \u201cA\u201d a área da s eção transversal da tubulação, tem-se : Q v = v x A A perda d e carga faz com que a vazão d e entrada não se ja i gua l a vazão medida ao fim d o escoament o. Isso se dá de vi d o aos choques que acontecem entre as moléculas do flui d o ao passar por um p onto de turbulência . U m do s fa tores que são determinante s para que a p erda de carga s eja mais ou m enos c onside rá vel é a rug o s i dad e interna d o duto . A rugosida de são as saliênci as e reentrância s apresentadas na s uperfíci e de conta to d o tubo. A rug osidade interfere na qu ali d a de de aderê n c ia e deslize, p oi s está rela cionada d i retame n te com o acabamen to de su perfície da peça. Est a rugos i dad e depende d o material de fabricação d o tubo, bem como de seu estado de c on servação. Assim se n do, um du to já bastante utilizado apr esenta uma rugos i dade maior d o qu e a encont rada em um tubo novo. Outro fat o r de s i g nificativa contr i bu ição para a perd a de carga é o regime de escoam ent o apresentado pelo flu i do. O regime de escoamento é da d o pe lo núme ro de Reynolds. O n umero de Re ynol dos (Re) é um nume ro adm ensional, dado pela relação entre as proprie d ades d o flu i d o, o d i âmetro d o dut o on de o c orre o escoam ent o e a v e locida de deste e scoament o. O seu significado físic o é um qu ocien te entre as forças de inérci a e as 3 fo rças de vi s cosidade. O reg ime de escoamento pode ser definido como laminar, qua ndo Re s ição quando 2000 turbulen to qua n do Re > 2400. A i mportâ n c ia f u ndamental do n úmero de Reynolds é a poss i b ilidade de se avaliar a estabilidade d o fl ux o p o dendo obter u ma in d icação se o esc oamento flu i d e fo rma l a mina r ou turbulenta. O número de Re ynolds con s titui a base d o comp ort amento de si s temas rea i s, pe lo us o de m odelo s reduz idos. O fato r de atrito ou c oefici ente de res i stê ncia de Darcy-Weisbach, algumas v ezes cit ado c o mo f at o r de fricção ( f ) é um parâmetro ad i me n s ional que é utili z ado para cal cular a perda de c arga em uma tubu laç ão de vi da ao atr i to. O cá l cu lo d o fator de atr ito e a i nfl uê ncia d e d ois parâmetros ( núme ro de R eynolds Re e rug osida de r e l a tiva \u03b5 r ) depende do regime de flux o. 2.1 Objetivo: Utili z ar o conhecimento te ór ico para o bter através dos cálculo s o valor da perda de ca rga linear observado ao longo do esc oa me n to de um fluido . 2.2 Metodologi a: Para a colet a dos dados, foram reali z ados exper i me n tos no laboratório de Hi dráulica da U niv er s i dad e Estácio de Sá \u2013 C ampus Cabo Frio. Para calcula r a velocidade d e escoamento necessita-se d e um fluido. No experi me n to em questão, foi ut ili z ado água (adotado como incompressível ). Para determinar experimentalment e a p erda de carga linear, foi utilizado um painel hidrá ulico. Este equipamento oferece a opçã o de regu lage m para variada s va z ões. No procedi me n to realizado, foi ad otada a vazão de 0,6 l/ min e 0,8 l/min. Na rea li z ação do exp erimento, o paine l hidráu lico p os s i b ilita a leit ura de valo r es da vazão inicial e da v azão final, que serão ap lic ados nos cálcu lo s par a q ue ao fim d o experimento, p ossa s er apurado quan to de energia foi dissipa da a o lon g o do deslocamento do fl u ido . 4 2.3 Proc edimentos Experim en tais: 2.3.1Materiai s utilizados: \u27a2 Painel H i dráu lico \u27a2 Trena 2 . 3 . 2 P r o c e d i m e n t o s r e a l i z a d o s : a) Adota r u ma vazão e inserí- l a no pa in e l hidráulico. \u27a2 Medi r o comprimento e o diâmet ro dos dutos. \u27a2 Afe rir a v azão med i d a pelo equipamento após o fluido reali zar o escoamento pelo duto (Vazã o Real ). \u27a2 Abri r o registr o no equipamento, afi m de que o fluid o escoe p o r dois dutos. \u27a2 Afe rir a v azão no equ i pamento com o sistema aberto. \u27a2 Calc ular a velocidade do escoamento através da v azão rea l e o diâmetro do duto para o siste ma abert o e fechado. \u27a2 Calc ular o n umero de Reynolds e determinar o re g i me de e s coament o dos fl u id o s. \u27a2 Determinar o fa t or de atr ito (f). \u27a2 Conv erter as unidades encont radas no probl ema proposto para as unidades convencionada s pelo Sistema Internacional (S I ); \u27a2 Aplica r os v alores encont rados exp erimentalmente e atravé s dos cálculos na f órmula de perda de carga linear. b) Repeti r o procedimento utili z ando outra v azão. 5 2.4 Resultados: Co mpriment o d o s dutos : L1 = 72 cm (Fechad o ) L2 = 81cm L1 + L2 = 153 c m (Abert o ) Di âmetro dos dutos: D = 9mm \ue7e9 \ue09e\uebda\uebe8\uebd4 \ued4c \ue373\ue372\ue372\ue372 \ue747\ue743 \ue749 \ueb37 \ue7e4 \ue09e\uebda\uebe8\uebd4 \ued4c \ue373\ue1e1 \ue372\ue372\ue375 \ue1e4 \ue373\ue372 \ueb3f\ueb37 \ue730\ue1e4 \ue74f \ue749 \ueb36 \ue726 \ued4c \ue37b\ue003 \ue749\ue749 \ued4c \ue37b \ue003\ue1e4 \ue373\ue372 \ueb3f\ueb37 \ue003\ue749 \ue55c \ue723 \ued4c \uf246 \ue37b\ue003\ue1e4 \ue373\ue372 \ueb3f \ueb37 \ue374 \uf247 \ue1e4 \ue7e8 \ued4c \ue378\ue1e1 \ue375\ue378 \ue003\ue1e4 \ue373\ue372 \ueb3f\ueb39 \ue749 \ueb36 1º experimen to: Ci r cu i t o aberto ( \ue72e \ueb35 \ued45 \ue72e \ueb36 ) \u2022 Qinici al = 0,6 l / min \u2022 Qreal = 0,50 l/min \ue733 \uebcb\uebbe\uebba\uebc5 \ued4c \ue372\ue1e1 \ue377\ue372 \ue72e \ue749\ue745\ue74a \ued4c \ue37a\ue1e1 \ue375\ue375 \ue003 \ue1e4 \ue373\ue372 \ueb3f\ueb3a \ue749 \ueb37 \ue74f \ue752 \ued4c \ue37a\ue1e1 \ue375\ue375 \ue003\ue1e4 \ue373\ue372 \ueb3f\ueb3a \ue378\ue1e1 \ue375\ue378 \ue003\ue1e4 \ue373\ue372 \ueb3f\ueb39 \ued4c \ue372\ue1e1 \ue373\ue375 \ue749 \ue74f \ue734\ue741 \ued4c \ue373\ue372\ue372\ue372 \ue003\ue1e4 \ue372\ue1e1 \ue373\ue375 \ue003\ue1e4 \ue37b\ue003\ue1e4 \ue373\ue372 \ueb3f\ueb37 \ue373\ue1e1 \ue372\ue372\ue375 \ue003\ue1e4 \ue373\ue372 \ueb3f\ueb37 \ued4c \ue373\ue373\ue378\ue378 \ue1e1 \ue377\ue372 \ue003 \ue55c\ue003\ued4f \ue376\ue372\ue372\ue372 \ue742 \ued4c \ue378\ue376 \ue373\ue373\ue378\ue378 \ue1e1 \ue377\ue372 \ued4c 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\ue375\ue378 \ue003\ue1e4 \ue373\ue372 \ueb3f\ueb39 \ued4c \ue372\ue1e1 \ue373\ue376 \ue749 \ue74f \ue734\ue741 \ued4c \ue373\ue372\ue372\ue372 \ue003\ue1e4 \ue372\ue1e1 \ue373\ue376 \ue003\ue1e4 \ue37b\ue003\ue1e4 \ue373\ue372 \ueb3f\ueb37 \ue373\ue1e1 \ue372\ue372\ue375 \ue003\ue1e4 \ue373\ue372 \ueb3f\ueb37 \ued4c \ue373\ue374\ue377\ue378 \ue1e1 \ue374\ue375 \ue003 \ue55c\ue003\ued4f \ue376\ue372\ue372\ue372 \ue742 \ued4c \ue378\ue376 \ue373\ue374\ue377\ue378 \ue1e1 \ue374\ue375 \ued4c \ue377\ue1e1 \ue372\ue37b \ue003\ue1e4 \ue373\ue372 \ueb3f\ueb36 \ue744 \ue74c\ue740 \uebdf\uebdc\uebe1\uebd8\uebd4\uebe5 \ued4c \ue377\ue1e1 \ue372\ue37b \ue003\ue1e4 \ue373\ue372 \ueb3f\ueb36 \ue003 \ue1e4 \ue372\ue1e1 \ue379\ue374 \ue37b\ue003\ue1e4 \ue373\ue372 \ueb3f \ueb37 \ue003 \ue1e4 \uf23a \ue372 \ue1e1 \ue373\ue376 \uf23b \ueb36 \ue374 \ue003\ue1e4 \ue37b\ue1e1\ue37a \ued4c \ue376\ue1e1 \ue372\ue379 \ue003\ue1e4 \ue373\ue372 \ueb3f\ueb37 \ue749 2º experimen to: Ci r cu i t o aberto ( \ue72e \ueb35 \ued45 \ue72e \ueb36 ) \u2022 Qinici al = 0,8 l / min \u2022 Qreal = 0,78 l/ m in \ue733 \uebcb\uebbe\uebba\uebc5 \ued4c \ue372\ue1e1 \ue379\ue37a \ue72e \ue749\ue745\ue74a \ued4c \ue373\ue1e1\ue375\ue003 \ue1e4 \ue373\ue372 \ueb3f\ueb39 \ue749 \ueb37 \ue74f \ue752 \ued4c \ue373\ue1e1\ue375\ue003 \ue1e4 \ue373\ue372 \ueb3f\ueb39 \ue378\ue1e1 \ue375\ue378 \ue003\ue1e4 \ue373\ue372 \ueb3f\ueb39 \ued4c \ue372\ue1e1 \ue374\ue372 \ue749 \ue74f \ue734\ue741 \ued4c \ue373\ue372\ue372\ue372 \ue003\ue1e4 \ue372\ue1e1 \ue374\ue372 \ue003\ue1e4 \ue37b\ue003\ue1e4 \ue373\ue372 \ueb3f\ueb37 \ue373\ue1e1 \ue372\ue372\ue375 \ue003\ue1e4 \ue373\ue372 \ueb3f\ueb37 \ued4c \ue373\ue379\ue37b\ue376 \ue1e1 \ue378\ue374 \ue003 \ue55c\ue003\ued4f \ue376\ue372\ue372\ue372 \ue742 \ued4c \ue378\ue376 \ue373\ue379\ue37b\ue376 \ue1e1 \ue378\ue374 \ued4c \ue375\ue1e1 \ue377\ue379 \ue003\ue1e4 \ue373\ue372 \ueb3f\ueb36 \ue72e \ueb35 \ued45 \ue72e \ueb36 \ued4c \ue372\ue1e1 \ue379\ue374 \ued45 \ue372 \ue1e1 \ue37a\ue373 \ued4c \ue373\ue1e1 \ue377\ue375 \ue003\ue749 \ue744 \ue74c\ue740 \uebdf\uebdc\uebe1\uebd8\uebd4\uebe5 \ued4c \ue375\ue1e1 \ue377\ue379 \ue003\ue1e4 \ue373\ue372 \ueb3f\ueb36 \ue003 \ue1e4 \ue373\ue1e1 \ue377\ue375 \ue37b\ue003\ue1e4 \ue373\ue372 \ueb3f \ueb37 \ue003 \ue1e4 \uf23a \ue372 \ue1e1 \ue374\ue372 \uf23b \ueb36 \ue374\ue003\ue1e4 \ue37b \ue1e1\ue37a \ued4c \ue373\ue1e1 \ue374\ue376 \ue003\ue1e4 \ue373\ue372 \ueb3f\ueb36 \ue749 Ci r cu i t o fechado ( \ue72e \ueb35 \uf23b

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