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2/29/2016 1 FATEC-SP - Professor Antonio Celso Duarte SM-I LAB Prof. Antonio Celso Duarte SM-I Sistemas Mecânicos Laboratório Prof. Antonio Celso Duarte FATEC-SP 2016 Prof. Antonio Celso Duarte Aula 5 FATEC-SP - Professor Antonio Celso Duarte SM-I LAB Prof. Antonio Celso Duarte Objetivos do Laboratório SM-I O Laboratório SM-I é parte integrante da disciplina de Sistemas Mecânicos I, sendo orientado para a competitividade das empresas industriais, que requerem redução de custos, aumento de produtividade, maior flexibilidade, melhor qualidade, aumento da capacidade de produção e integração sistêmica pelo emprego de tecnologias da informação. De modo geral reúne quatro conjuntos de objetivos: I. Comparar os resultados experimentais com a teoria; II. Mostrar aplicabilidades experimentais de processos, técnicas e recursos da Mecânica dos Fluidos; III. Apresentar as melhores práticas para escrever relatórios técnicos; IV. Preparar o aluno para atuar na prática, embasado em teorias da Mecânica dos Fluidos 2/29/2016 2 FATEC-SP - Professor Antonio Celso Duarte SM-I LAB Prof. Antonio Celso Duarte Equação da Continuidade Fluido 1 entrada e 1 saída n entradas e n saídas Qualquer fluido Incompressível Qualquer fluido, mas sujeito ao mesmo g Qme Qms = Q e Q s = QGe QGs = = = 𝑄 𝑖 𝑛 𝑖=1 𝑄 𝑗 𝑚 𝑗=1 𝑄 𝐺𝑖 𝑛 𝑖=1 𝑄𝐺𝑒𝑗 𝑚 𝑗=1 𝑄𝑚𝑒𝑖 𝑛 𝑖=1 𝑄𝑚𝑒𝑗 𝑚 𝑗=1 = FATEC-SP - Professor Antonio Celso Duarte SM-I LAB Prof. Antonio Celso Duarte Equação da Continuidade – Exercícios Transformadores são equipamentos importantes nos sistemas de conversão e distribuição de energia elétrica e estão presentes desde a planta geradora, elevando a tensão para níveis adequados à transmissão a longas distâncias, até a distribuição, reduzindo a tensão para níveis de consumo residencial. Tal aplicabilidade faz dos transformadores os equipamentos mais importantes do sistema elétrico de potência Todo transformador utiliza fluído com a função de isolante elétrico e também para refrigerar o transformador. Óleo mineral, oriundo do petróleo tem aplicabilidade comum, para refrigerar e prover isolação dielétrica dos circuitos elétricos e magnéticos. Existem fluidos isolantes à base sintética como éster ou com óleo vegetal, com tecnologia para prover mais segurança e eficiência aos sistemas de energia elétrica. 2/29/2016 3 FATEC-SP - Professor Antonio Celso Duarte SM-I LAB Prof. Antonio Celso Duarte Equação da Continuidade – Exercícios Para a inserção de óleo vegetal no processo produtivo de transformadores de alta potência, identificou-se em análise físico química, acidez superior ao limite estabelecido na NBR 15422 (ABNT 2006c). Após esta constatação procedeu-se à neutralização de 1 litro de cada amostra de óleo, através do tratamento com solução de hidróxido de sódio. Após a neutralização, com diversas temperaturas de ensaios, viscosidades e massas específicas dos fluidos, as caracterizações físico-químicas e dielétricas foram realizadas novamente a fim de verificar se o processo de neutralização modificou as características iniciais, constando-se positivas. O desafio da neutralização da acidez desses fluidos é a sua homogeneização, identificadas nos testes laboratoriais, para a escala industrial. Para garantir o processo de neutralização para favorecer a diminuição das perdas dielétricas e o aumento da rigidez dielétrica, foi construído um Misturador Industrial (vide figura ao lado). FATEC-SP - Professor Antonio Celso Duarte SM-I LAB Prof. Antonio Celso Duarte Equação da Continuidade – Exercícios 10) Seja um misturador de óleo vegetal a base de milho: (0) (1) (2) (3) (A) (B) Sabe-se: Do = 20,0 in ; Do interno = 500 mm D1 = 3,0 in ; D1 nominal = 80 mm D2 = 3,5 in ; D2 nominal = 90 mm D3 = 4,0 in ; D1 nominal = 100 mm Sabe-se: vo = 0,5 m/s v1 = v3 = 1,0 m/s v2 = 1,5 m/s t = 100oC Desprezar as tolerâncias 5 10-1 m 8 10-2 m 9 10-2 m 10-1 m Pede-se: a) QA e QB ( /s) b) Sentido de escoamento em A e B c) QmA e QmB d) QGA e QGB e) Viscosidade dinâmica (inglês) 2/29/2016 4 FATEC-SP - Professor Antonio Celso Duarte SM-I LAB Prof. Antonio Celso Duarte Equação da Continuidade – Exercícios FATEC-SP - Professor Antonio Celso Duarte SM-I LAB Prof. Antonio Celso Duarte Equação da Continuidade – Exercícios 2/29/2016 5 FATEC-SP - Professor Antonio Celso Duarte SM-I LAB Prof. Antonio Celso Duarte Equação da Continuidade – Exercícios FATEC-SP - Professor Antonio Celso Duarte SM-I LAB Prof. Antonio Celso Duarte F-X2 Gripen NG 2/29/2016 6 FATEC-SP - Professor Antonio Celso Duarte SM-I LAB Prof. Antonio Celso Duarte Equação da Continuidade – Exercícios 11) Seja uma aeronave Caça F-X2 Gripen NG da Força Aérea Brasileira, do fabricante Saab AB, com as dimensões de comprimento 14,1 metros, envergadura de 8,4 metros e altura de 4,5 metros. Essa aeronave decola da Base Aérea do Campo de Marte com Tara de 18.700 libras, com um canhão de 27 mm com capacidade para 120 munições, suporte para mísseis na ponta das asas e suporte para bomba sob as asas, um tripulante e 3.400 quilos de combustível (Querosene de alta capacidade energética). Na decolagem a aeronave consome em 10 minutos 16% de todo o combustível, até atingir o teto de serviço de 52.400 ft e após desenvolver a velocidade máxima de 2.204 km/h, a aeronave segue percurso de manobra especial de 40 minutos nessa altitude. No percurso de manobra especial a massa específica do ar é 0,5 kg/m3 e a massa específica da mistura ar-combustível é 0,11 kg/m3. A aeronave tem um turbo-jato de eixo único turbofan RM-12 GE-Volvo, com potência de 18.000 lbf de empuxo, diâmetro de entrada de ar com 27,9 in e diâmetro de saída 15 in. FATEC-SP - Professor Antonio Celso Duarte SM-I LAB Prof. Antonio Celso Duarte Equação da Continuidade – Exercícios Existe controle de temperatura do combustível na entrada do motor, em 60º F e nessa condição o peso específico do combustível é 0,775 kgf/l na posição de manobra especial, com aceleração da gravidade 4,4 m/s2. A aeronave depois de cumprir sua jornada, inicia o processo de aterrissagem consumindo 5% de combustível em 5 minutos, tocando o solo depois de cumprir 2.470 km, com 14% de reserva técnica de combustível. Qual é a velocidade de empuxo do motor no percurso de manobra especial? 2/29/2016 7 FATEC-SP - Professor Antonio Celso Duarte SM-I LAB Prof. Antonio Celso Duarte Equação da Continuidade – Exercícios 52.400 ft 2.204 km/h entrada de ar Spray de combustível chamas bocal mistura Duto FATEC-SP - Professor Antonio Celso Duarte SM-I LAB Prof. Antonio Celso Duarte Equação da Continuidade – Exercícios 2/29/2016 8 FATEC-SP - Professor Antonio Celso Duarte SM-I LAB Prof. Antonio Celso Duarte Equação da Continuidade – Exercícios 52.400 ft 2.204 km/h entrada de ar Spray de combustível chamas bocal mistura Duto REP FATEC-SP - Professor Antonio Celso Duarte SM-I LAB Prof. Antonio Celso Duarte Relatório Individual Atividade 3 – Cinemática dos Fluidos atividades.sm1coquetto@yahoo.com.br SENHA: fatecSM1s2014 Resolver as questões. Gerar arquivo em formato Word e salvar o arquivo em formato PDF. Enviar em formato PDF, com o seguinte nome do arquivo: SMI-20161_CINEMAT_Fulano de Tal.PDF (entenda Fulano de Tal como o nome do aluno) Enviar o arquivo PDF para o e-mail: antoniocelso.duarte@fatecsp.br Subject: SMI-XX-ANDIM_Fulano de Tal (entenda Fulano de Tal como o nome do aluno) Entenda XX como o número da sua Turma (72 ou 73 ou 92 ou 93) No corpo do e-mail: Colocar o nome completo e número de matrícula Turma do Laboratório Prazo de entrega: ____ / _________ / 2016mailto:atividades.sm1coquetto@yahoo.com.br mailto:antoniocelso.duarte@fatecsp.br
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