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Relatório Perda de carga dada em Milímetros

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INSTITUTO POLITÉCNICO – Centro Universitário UNA
Curso: Engenharia Mecânica
	DETERMINAÇÃO DAS PROPRIEDADES FÍSICAS DOS FLUIDOS
 Flávio Ramos, Luís Henrique, Marcelo Bernardes, Robert Botelho
Professor: Franco de Castro Bubani
1.INTRODUÇÃO: 
O escoamento de uma tubulação pode exigir a passagem do fluido através de uma variedade de acessórios, conexões, curvas ou mudanças de área súbita. Nesses casos, perdas de cargas adicionais são encontradas, como resultado da separação do escoamento. A energia é eventualmente dissipada pela mistura violenta nas zonas separadas. Essas perdas serão relativamente menores se o sistema incluir longos trechos de seção constante, como pode ser observado na Figura:
As perdas de carga localizadas podem ser expressas como:
Onde K é o coeficiente de perda de carga, que deve ser determinado experimentalmente para casa situação. Outra forma de se determinas a perda de carga localizada é introduzindo o conceito de comprimento equivalente, Le, esse corresponde ao comprimento do acessório caso fosse tubo reto de mesmo diâmetro. Assim utiliza-se a equação de perda de carga universal que é:
 
2. OBJETIVO: 
Determinar a perda de carga em montagens diversas.
3. MATERIAIS E METODOS:
3.1 Materiais: Para esta atividade prática será usado o kit de perda de carga ilustrado na Fig. 3.1. Na haste graduada são afixadas duas mangueiras finas de silicone que indica a pressão estática do escoamento no circuito. 
A Fig 3.2 apresenta o detalhe do topo na haste graduada, onde deve ser afixada a mangueira de silicone com a ponta voltada para baixo. Esta fixação faz com que a água retorne para o tanque caso ultrapasse a altura máxima da haste. A Fig 3.3 apresenta um detalhe da bomba hidráulica, que deve trabalhar submersa, dentro do tanque. Observe a válvula de ajuste de vazão na lateral da bomba, que deve ser usada para se ajustar a melhor posição da coluna d’agua nos tubos da haste graduada.
O kit possui três circuitos de curvas e joelhos. Na Fig 3.1 é ilustrado o circuito de joelho de 90º. Nas figuras 3.4 e 3.5 são ilustrados os demais circuitos.
3.2 Procedimentos Experimentais: 
1) Realizar a montagem do circuito A (curvas de 90º)
2) Afixar as mangueiras dos manômetros à entrada e saída do circuito
3) verificar se o recipiente transparente encontra-se com água
4) Fechar o registro do hidrômetro
5) Acionar a bomba hidráulica 
6) Retirar o excesso de ar pelas mangueiras do manômetros.
7) Após a retirada do ar, abrir o registro do hidrômetro
8) Esperar ate que o sistema estabilize
9) Fazer a leitura da pressão de entrada e de saída do circuito e anotar
10) Durante 30 Segundos verificar o volume de água que passou pelo hidrômetro e anotar
11) Verificar o diâmetro da tubulação e anotar os tipos de acessórios do circuito A incluindo os 2 tês (entrada e saída)
12) Desligar a bomba
13) fechar o registro do hidrômetro
14) Retirar o circuito
15) deixar a água cair na bandeja
Repetir o processo de 1 a 15 para o circuito B (joelho de 45º) e C (joelho de 90º).
Registrar as respostas na tabela 3.1
Compare os resultados.
4. RESULTADOS E DISCUÇÕES:
Por meio de dados coletados no dia do experimento, foi possível determinar um comprimento equivalente á perda de carga em curvas, caso fosse tubos em linha reta.
A vazão volumétrica de água foi medida por um hidrômetro em um determinado tempo, chegando ao valor de 0,000103 m³/s . Com esse valor, juntamente com o valor da área da seção transversal do tubo, foi possível encontrar a velocidade pela fórmula , onde a vazão volumétrica é igual a velocidade multiplicada pela área. O valor obtido foi de 0,8131 m/s. Feito isso, foi necessário determinar se o regime do escoamento, e determinou-se o Número de Reynolds pela fórmula , onde é a densidade, D o diâmetro, a velocidade e v a viscosidade cinemática do material (0,9 x , obtida em tabelas na internet. O número de Reynolds calculado foi 11.473,7 e com esse valor determinou-se que o escoamento é turbulento. Para encontrar o comprimento equivalente (Le) pela fórmula 
 ,
 restava apenas encontrar o valor da variável Fator Darcy, que para um escoamento turbulento é calculada por . Nesse caso considerou-se a rugosidade média () do material (pvc) igual a zero . O fator de Darcy encontrado para este escoamento foi 0,029, e utilizando-o na fórmula de , foi possível encontrar um comprimento Le relativo para cada perda de carga. 
Para o experimento com a joelhos de 90 º, a perda de carga determinada pelo do dispositivo foi 0,22m, sendo equivalente á perda de carga de uma tubulação reta de 2,85 metros. O segundo sistema consistia-se em curvas também de 90º , porém eram suaves. O observado foi de 0,054m, o que é equivalente a uma perda de carga em um tubo de 0,7 metros. O terceiro experimento tratava-se da tubulação de curvas de 45º, que indicou um de 0,255m; sendo equivalente à perda de carga de uma tubulação reta com 3,3 metros.
5. CONCLUSÃO:
A partir dos valores encontrados neste experimento, ficou nítido que quanto mais “suave” a curva ou, em outras palavras, quanto menor o desvio da tubulação em questão, menor é a perda de carga do escoamento. O objetivo de calcular o comprimento equivalente à perda de carga só foi possível de ser mensurado por meio de uma variação na altura de dois tubos de silicone fixados, um na entrada e outro na saída do escoamento. O resultado apurado não é condizente com a teoria, pois a perda de carga calculada para a curva de 45º foi maior do que o valor encontrado para a curva de 90º. Por se tratar de um experimento, em alguns casos, não obtém-se os valores que realmente se espera. Vale ressaltar que a análise está sujeita a imprecisões de medidas obtidos por instrumentos ou pelo próprio olho humano.
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ÇENGEL, Y.A.; CIMBALA, J.M. Mecânica dos Fluidos – Fundamentos e Aplicações, 1ª Edição, Editora McGrawHill, 2007.
http://hidrotec.xpg.uol.com.br/tabvisc.htm
7. ANEXOS 
Figura 1: Sistema com curvas de 90°
Figura 2: Circuito com curvas de 90° suaves
Figura 3: Tubulação com curvas de 45°

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