RESUMO TEÓRICO PARA AVALIAÇÃO DE FÍSICA 2 – POR PEDRO GABRIEL ;) Máquinas térmicas são máquinas que realizam trabalho e lidam com a variação de temperatura. Normalmente, as máquinas térmicas retiram calor da fonte quente e transferem-no para a fonte fria, o que define sua eficiência. Uma máquina térmica tem maior eficiência se transforma mais calor em trabalho, transferindo, portanto, menos calor na fonte fria. As máquinas térmicas utilizam energia na forma de calor (gás ou vapor em expansão térmica) para provocar a realização de um trabalho mecânico. Por isso o cilindro com pistão móvel é um dos principais componentes dessas máquinas: o gás preso dentro do cilindro sob pressão, quando aquecido, expande-se, deslocando o pistão e realizando trabalho. Apesar dos diferentes tipos de máquinas térmicas, todas recebem calor de uma fonte quente (reator nuclear, coletor de energia solar, fornalha a combustível, etc), rejeitam o calor que não foi usado para um reservatório chamado fonte fria e funcionam por ciclos. As máquinas térmicas e outros dispositivos que funcionam por ciclos utilizam normalmente um fluido para receber e ceder calor ao qual se dá o nome de fluido de trabalho. O trabalho líquido do sistema é simplesmente a diferença de trabalho da fonte quente e da fonte fria.

Uma máquina hidráulica é uma variedade de máquina de fluido que emprega para seu funcionamento as propriedades de um fluido incompressível ou que se comporta como tal, devido a que sua densidade no interior do sistema não sofre variações importantes. Convencionalmente se especifica para os gases um limite de 100 mbar para a alteração de pressão; de modo que se este é inferior, a máquina pode considerar-se hidráulica. Dentro das máquinas hidráulicas o fluido é experimenta um processo adiabático, ou seja, não existe intercâmbio de calor com o entorno.

MÁQUINA MOTRIZ Motor ou máquina motriz é o dispositivo capaz de transformar qualquer forma de energia em trabalho mecânico. As primeiras tentativas de substituir a força humana por novas fontes de energia mecânica começaram na antiguidade, quando o homem dominou a força de queda da água e, a seguir, utilizou o vento como fonte de trabalho. A nora, a roda d'água e o moinho teriam sido, assim, as primeiras máquinas motrizes inventadas. Com a industrialização e a modernização dos meios produtivos, os motores se especializaram, conforme suas funções, e passaram a ser construídos de acordo com diferentes modelos e estruturas. Do ponto de vista físico e tecnológico, os motores de maior interesse são os motores elétricos, que incluem desde os que movem máquinas industriais até os eletrodomésticos; e os térmicos, entre os quais estão os motores movidos a gasolina e a óleo diesel. Numa classe à parte incluem-se as turbinas hidráulicas, usadas nas hidrelétricas, e as turbinas a gás. Os motores elétricos, que transformam energia elétrica em energia mecânica, são provavelmente os mais comuns na indústria, uma vez que utilizam a rede de energia

elétrica. Para movimentar os motores elétricos móveis, que não podem ser ligados à rede, recorre-se a acumuladores e baterias de corrente contínua. Os motores térmicos usam como fonte de energia o calor desprendido por reações químicas de natureza diversa. Na maior parte dos motores térmicos a combustão é interna, mas há alguns em que a combustão se faz fora do ciclo da máquina motriz, como é o caso da turbina a vapor, em que o vapor de alta pressão se produz numa caldeira que não faz parte da estrutura do motor. Há dois grupos principais de motores térmicos: de combustão e de reação. Os motores de combustão interna operam pela transformação em energia mecânica da energia calorífica resultante da queima ou da explosão de uma mistura ar-combustível feita no interior de um dos órgãos da máquina, o cilindro. Podem ser a gás, a óleos pesados, a explosão, a diesel e parcialmente a diesel. Os mais utilizados são os dois tipos diesel e o de explosão, que queima gasolina. Os motores de combustão interna baseiam-se no princípio segundo o qual os gases se expandem quando aquecidos. Se controlada, essa pressão pode ser utilizada para movimentar algum órgão da máquina. Tem-se, dessa maneira, a transformação da energia calorífica do combustível em energia mecânica no motor da máquina. Esses motores podem trabalhar com combustíveis líquidos voláteis - gasolina, querosene, álcool-motor, benzol etc. - ou com gases - butano, propano etc. -, em que uma válvula misturadora substitui o carburador dos motores a gasolina. Outro tipo é o dual, que queima misturas de gases com óleo, desenvolvido nos Estados Unidos em 1928. Os motores a reação se baseiam no princípio de Newton: "A toda ação corresponde uma reação igual e em sentido contrário." Dividem-se em duas categorias: a jato e foguete. Os motores a jato podem ainda ser de três tipos: estatojato, pulsojato e turbojato.

A máquina operatriz é aquela máquina utilizada na fabricação de peças de diversos materiais (metálicas, plásticas, de madeira etc.), por meio da movimentação mecânica de um conjunto de ferramentas. Entre as máquinas operatrizes, destaca-se o torno mecânico, que é a máquina ferramenta mais antiga e dele derivaram outras máquinas. Há algumas outras maquinas operatrizes tais como a fresadora, a furadeira, a aplainadora mecânica, a retificadora e outras. Torno mecânico é uma máquina extremamente versátil utilizada na confecção ou acabamento em peças dos mais diversos tipos e formas. Fresadora é uma máquina derivada do torno mecânico. Seu desenvolvimento ocorreu a partir de certas dificuldades em se conseguir executar determinados tipos de usinagem em seu predecessor, portanto, a fresadora é um equipamento especializado em cortar a matéria prima utilizando uma ferramenta chamada "fresa". Furadeira é uma maquina ferramenta que permite operações como furar, alargar, escarear, rebaixar e rosquear com machos. Essas operações são executadas pelo movimento de rotação e avanço do eixo principal.

Aplainadoras mecânicas, também conhecidas por plainas limadoras, embora não pareçam devido à sua aparência e forma, também são máquinas derivadas do torno mecânico. Retificadoras, ou retíficas, são máquinas operatrizes também derivadas dos tornos mecânicos. São altamente especializadas em retificar e polir peças e componentes cilíndricos ou planos. Além das citadas, a tecnologia atualmente utiliza muitas máquinas para a confecção de outras, porém estas foram as que deram início às demais, sendo o torno mecânico considerado a máquina geradora de todas as outras. MÁQUINAS OPERATRIZES Durante muito tempo, a fabricação de objetos utilizados pelo homem dependeu de uma produção artesanal. Os artesãos, através de seus dons e habilidades especiais, detinham o conhecimento para confeccionar utensílios, mas dele também era exigido o dispêndio de energia muscular para que o resultado de seu trabalho se concretizasse. Os produtos fabricados artesanalmente poderiam ser trabalhados de forma a atender a peculiaridades exigidas por seus clientes, que não possuíam grandes demandas de consumo. Assim, a capacidade de produção dos artesãos era tal que atendia à demanda de pedidos, tanto quantitativa quanto qualitativamente. Em determinado momento, o crescente consumo exigiu uma resposta mais rápida dos meios de produção, tornando obsoleto o conceito de produção estritamente artesanal. Durante um período de transição, houve o convívio tanto do conceito de produção artesanal quanto da produção mecânica. Aos poucos, máquinas de diversos graus de complexidade foram sendo construídas para atender à crescente demanda de produção de bens de consumo. Muitas destas máquinas utilizavam a energia dos elementos da própria natureza como força motriz, o que veio substituir o trabalho muscular dos artesãos. O torno foi uma das primeiras e mais importantes máquinas utilizadas na fabricação de peças. Em uma de suas primeiras concepções, os movimentos de rotação da máquina eram controlados por pedais. A ferramenta para tornear, que dava forma ao produto, ficava na mão do operador, o que lhe exigia habilidade no processo de fabricação. Quando a ferramenta foi fixada à máquina, o operador passou a ter mais liberdade para trabalhar. Este foi o nascimento da máquina-ferramenta. As máquinas foram aperfeiçoadas ao longo do tempo, permitindo-se extrair delas rendimentos cada vez maiores. Este fato permitiu não só o desenvolvimento da atividade industrial, mas também de todos os demais segmentos da economia. A Inglaterra foi a primeira nação a se lançar neste caminho ao lançar a primeira fábrica de máquinas-ferramentas, entre 1700 e 1800, enterrando por vez a produção artesanal como meio de produção de bens de consumo. Vários foram os engenheiros que contribuíram para o aperfeiçoamento das máquinas-ferramentas e a criação de tantas outras. Como consequência deste cenário de desenvolvimento industrial, que impulsionava a produção, houve a necessidade de se desenvolver padrões que deveriam ser seguidos visando a atender ao requisito de intercambia mento, que é o conjunto de propriedades que um objeto deve possuir para que

possa atuar em lugar de outro similar, sem prejuízo de suas propriedades funcionais ou do sistema em que atua. Nos dias de hoje, a padronização é um assunto que envolve profissionais do mundo inteiro, que buscam a uniformização de conceitos, resultando normas técnicas. Cada país industrializado tem assim as suas normas técnicas sobre ângulos das ferramentas, forma e dimensões das mesmas etc. Pressão de vapor é a pressão exercida por um vapor quando este está em equilíbrio dinâmico com o líquido que lhe deu origem, ou seja, a quantidade de líquido (solução) que evapora é a mesma que se condensa. A pressão de vapor é uma medida da tendência de evaporação de um líquido. Quanto maior for a sua pressão de vapor, mais volátil será o líquido, e menor será sua temperatura de ebulição relativamente a outros líquidos com menor pressão de vapor à mesma temperatura de referência. A pressão de vapor é uma propriedade física que depende intimamente do valor da temperatura. Qualquer que seja a temperatura, a tendência é de o líquido se vaporizar até atingir equilíbrio termodinâmico com o vapor; em termos cinéticos, esse equilíbrio se manifesta quando a taxa de líquido vaporizado é igual à taxa de vapor condensado. Uma substância líquida entra em ebulição quando a pressão do sistema ao qual faz parte atinge a pressão de vapor dessa substância. Esse ponto recebe o nome de ponto de ebulição ou temperatura de ebulição. O ponto de ebulição normal é a temperatura de ebulição da substância à pressão de uma atmosfera. Em locais com maior altitude, onde a pressão atmosférica é menor, a temperatura de ebulição das substâncias líquidas são mais baixas já que sua pressão de vapor precisa se igualar a um valor menor (considerando que o sistema é aberto).

Cavitação A cavitação é um fenômeno originado em quedas repentinas de pressão, geralmente observado em sistemas hidráulicos. A combinação entre a pressão, temperatura e velocidade resulta na liberação de ondas de choque e micro-jatos altamente energéticos, causando a aparição de altas tensões mecânicas e elevação da temperatura, provocando danos na superfície atingida[1]. Para todo fluido no estado líquido pode ser estabelecida uma curva que relaciona a pressão à temperatura em que ocorre a vaporização. Por exemplo: na pressão atmosférica a temperatura de vaporização da água é de cerca de 100°C. Contudo, a uma pressão menor, a temperatura de vaporização também se reduz. O fenômeno É fato sabido e previsível - com a ajuda do Teorema de Bernoulli - que um fluido escoando, ao ser acelerado, tem uma redução da pressão, para que a sua energia mecânica se

mantenha constante. Considere-se um fluido no estado líquido escoando com uma temperatura T0 e a uma pressão P0. Em certos pontos devido à aceleração do fluido, como em um vertedor, em uma turbina hidráulica, em uma bomba hidráulica, em um bocal ou em uma válvula, a pressão pode cair a um valor menor que a pressão mínima em que ocorre a vaporização do fluido (Pv) na temperatura T0. Então ocorrerá uma vaporização local do fluido, formando bolhas de vapor. A este fenômeno costuma-se dar o nome de cavitação (formação de cavidades dentro da massa líquida). A cavitação é comum em bombas de água e de óleo, válvulas, turbinas hidráulicas, propulsores navais, pistões de automóveis e até em canais de concreto com altas velocidades, como em vertedores de barragens. Ela deve ser sempre evitada por causa dos prejuízos financeiros que causa devido a erosão associada, seja nas pás de turbinas, de bombas, em pistões ou em canais. Danos causados por cavitação em uma Turbina Francis. Estas bolhas de vapor que se formaram no escoamento devido à baixa pressão, serão carregadas e podem chegar a uma região em que a pressão cresça novamente a um valor superior à Pv. Então ocorrerá a "implosão" dessas bolhas. Se a região de colapso das bolhas for próxima a uma superfície sólida, as ondas de choque geradas pelas implosões sucessivas das bolhas podem provocar trincas microscópicas no material, que com o tempo irão crescer e provocar o descolamento de material da superfície, originando uma cavidade de erosão localizada. Este é um fenômeno físico molecular e que se dissemina e tende a aumentar com o tempo causando a ruína dos rotores. [editar]Na prática Na engenharia hidráulica e na engenharia mecânica é grande a preocupação com a cavitação, assim como com a abrasão das areias e demais sedimentos transportados pela água no interior de bombas e turbinas, sobretudo devido aos prejuízos que podem causar nas estações elevatórias e nas turbinas e vertedores das usinas hidrelétricas. Não se deve confundir o fenômeno químico da corrosão com os fenômenos físicos da cavitação e da abrasão,embora os efeitos nas pás de bombas e de turbinas sejam parecidos, assim como nas superfícies de concreto dos canais dos vertedores..

Golpe de aríete designa as variações de pressão decorrentes de variações da vazão, causadas por alguma perturbação, voluntária ou involuntária, que se imponha ao fluxo de líquidos em condutos, tais como operações de abertura ou fechamento de válvulas, falhas mecânicas de dispositivos de proteção e controle, parada de turbinas hidráulicas e ainda de bombas causadas por queda de energia no motor, havendo, no entanto, outros tipos de causas. O golpe de aríete em sistemas hidráulicos Em hidráulica, a análise dos vários aspetos que a compreende, se defronta com um tema dos mais complexos e que nos últimos tempos tem tido notáveis progressos, que é o que se refere aos fenômenos transitórios. O desenvolvimento deste tema tem se verificado não só devido à sua grande importância em projetos de sistemas hidráulicos, mas também devido às contribuições dos incessantes avanços da informática. Dentre esses fenômenos, o mais

comum, que ocorre com muita frequência, e um dos mais interessantes, é o que se conhece como golpe de aríete. Por golpe de aríete se denominam as variações de pressão decorrentes de variações da vazão, causadas por alguma perturbação, voluntária ou involuntária, que se imponha ao fluxo de líquidos em condutos, tais como operações de abertura ou fechamento de válvulas, falhas mecânicas de dispositivos de proteção e controle, parada de turbinas hidráulicas e ainda de bombas causadas por queda de energia no motor, havendo, no entanto, outros tipos de causas. É o caso típico de condutos de recalque providos de válvulas de retenção logo após a bomba, e sem dispositivos de proteção. Neste caso a situação de ocorrência do golpe de forma mais desfavorável e com mais frequência, é aquela decorrente da interrupção brusca da energia elétrica fornecida ao motor da bomba que alimenta o conduto. É nesta situação onde corriqueiramente se verificam valores extremos para o golpe de aríete. Durante o fenômeno do golpe de aríete, a pressão poderá atingir níveis indesejáveis, que poderão causar sérios danos ao conduto ou avarias nos dispositivos nele instalados. Danos como ruptura de tubulações por sobrepressão, avarias em bombas e válvulas, colapso de tubos devido a vácuo, etc.

NPSH é um acrônimo para o termo em língua inglesa Net Positive Suction Head, cuja tradução literal para o português (aproximadamente "balanço no topo de sucção positiva" ou "altura livre positiva de sucção"[1] ) não expressa de maneira clara e tecnicamente o que significa na prática, em engenharia[2], mas adota-se carga líquida positiva de sucção ou apenas carga positiva de sucção[3]. É a energia (carga) medida em pressão absoluta disponível na entrada de sucção de uma bomba hidráulica. Em qualquer seção transverssal de um circuito hidráulico genérico, o parâmetro NPSH mostra a diferença entre a pressão atual de um líquido em uma tubulação e a pressão de vapor do líquido a uma dada temperatura. Índice [esconder] 1 Importância 2 NPSHA e NPSHR 3 Uma maneira um pouco mais simples e informal de compreender-se NPSH 4 Referências [editar]Importância NPSH é um importante parâmetro a ser levado em conta quando desenhando-se um circuito: quando a pressão do líquido cai abaixo da pressão de vapor, a vaporização do líquido ocorre, e o efeito final será a cavitação: bolhas de vapor podem reduzir ou parar o fluxo de líquido. Bombas centrífugas são particularmente vulneráveis, enquanto bombas de deslocamento positivo são menos afetadas por cavitação, como são mais hábeis a bombear fluxos de duas fases (a mistura de gás e líquido), entretanto, a taxa fluxo resultante da bomba irá ser diminuída por causa do gás deslocando volumetricamente uma desproporção de líquido.

O colapso violento das bolhas de cavitação cria uma onda de choque que pode literalmente escavar material dos componentes internos da bomba (geralmente a borda do propulsor) e criar ruído que é mais frequentemente descrito como "bombear cascalho". Adicionalmente, o inevitável aumento na vibração pode causar outras falhas mecânicas na bomba e equipamentos associados.

Válvula de retenção fundo de poço Usada para sucção em mananciais ou reservatórios de água ou óleo, com a função de evitar retorno da coluna d’água succionada. E ainda proteger o “rotor do motor” da bomba retendo a sujeira através do crivo.

Carneiro hidráulico Carneiro hidráulico é um mecanismo que usa diferenças de pressão (golpe de aríete) para bombear água. O carneiro hidráulico aproveita a energia de um curso de água para elevar a coluna do líquido. Sua eficiência é muitíssimo baixa, tendo como vantagens um custo baixo de instalação e quase nulo o de operação. Como não precisa de uma fonte externa de energia, o carneiro pode funcionar indefinidamente a partir do momento da instalação, desde que permaneça expressivo o volume da água corrente. É utilizado principalmente para irrigação na agricultura. A bomba carneiro, também conhecida por bomba aríete e carneiro hidráulico, é uma bomba dágua simples de ser construída e com a grande vantagem de não requerer nenhuma fonte de energia externa para funcionar. Ela funciona com a própria pressão da coluna dágua que ela usa para bombear a água para um ponto mais alto do terreno. Já existem diversas experiências sobre este assunto e que geraram diversas maneiras diferentes de construí-la e com materiais e caraterísticas diferentes mas o princípio de funcionamento de todas é o mesmo. Com base no conhecimento do seu princípio de funcionamento você também poderá inventar o seu próprio jeito de construir uma. O uso da bomba carneiro está estreitamente ligado ao modo de funcionamento e esquema de instalação para que ela funcione corretamente. Observe a desenho abaixo para ter uma idéia de como ela pode ser usada para bombear água. É bom saber de antemão que parte da água que passa pela bomba carneiro não é bombeada para o reservatório mais elevado, variando essa quantidade conforme o modelo. Parte da água após fazer o seu papel de empurrar o aríete, é descartada pela válvula de impulsão e volta ao seu curso natural no riacho. Como construir e instalar

Para quem deseja construir sua própria bomba carneiro, como a foto ao lado, publicamos aqui um trabalho já tornado público, muito bem documentado e de fácil compreensão realizado pelo Professor Geraldo Lúcio Tiago Filho do CERPCH – Centro Nacional de Referência em Pequenos Aproveitamentos Hidroenergeticos da UNIFEI de Itajubá/MG. O modelo de bomba carneiro apresentado no projeto carneiro.zip (569 Kb no formato PDF) (foto ao lado) funciona corretamente e suas principais vantagens são a sua fácil construção por usar peças encontradas em lojas que vendem produtos hidráulicos. Demonstra os cálculos de dimensionamento da bomba em função da altura do reservatório e comprimento do tubo de alimentação dágua, bem como da altura do reservatório de destino e comprimento do cano de recalque. Faça bom proveito! Algumas considerações importantes: Ler com bastante atenção o manual e procurar compreender todos os detalhes de funcionamento e de montagem da bomba carneiro. Conferir as peças que compraram com as indicadas no manual. Pode-se fazer uma bomba carneiro de mil formas diferentes, mas…. nesse caso, a do manual, só funciona da maneira descrita.

A válvula de retenção (inglês: check valve) é um dispositivo mecânico que somente permite um fluido (líquido ou gás) a escoar em uma direção. Elas trabalham automaticamente e a maioria não precisa da ajuda de um operador ou algum atuador eletrônico de controle.

A viscosidade é a propriedade dos fluidos correspondente ao transporte microscópico de quantidade de movimento por difusão molecular. Ou seja, quanto maior a viscosidade, menor será a velocidade em que o fluido se movimenta. É a propriedade física que caracteriza a resistência de um fluido ao escoamento, a uma dada temperatura. Define-se pela lei de Newton da viscosidade: Onde a constante é o coeficiente de viscosidade, viscosidade absoluta ou viscosidade dinâmica. Muitos fluidos, como a água ou a maioria dos gases, satisfazem os critérios de Newton e por isso são conhecidos como fluidos newtonianos. Os fluidos não newtonianos têm um comportamento mais complexo e não linear. Viscosidade é a propriedade associada a resistência que o fluido oferece a deformação por cisalhamento. De outra maneira pode-se dizer que a viscosidade corresponde ao atrito interno nos fluidos devido basicamente a interações intermoleculares, sendo em geral função da temperatura. É comumente percebida como a "grossura", ou resistência ao despejamento. Viscosidade descreve a resistência interna para fluir de um fluido e deve ser pensada como a medida do atrito do fluido. Assim, a água é "fina", tendo uma baixa viscosidade, enquanto óleo vegetal é "grosso", tendo uma alta viscosidade.

2. VISCOSIDADE ABSOLUTA OU DINÂMICA A definição de viscosidade está relacionada com a Lei de Newton : “A tensão de cisalhamento é diretamente proporcional à variação da velocidade ao longo da direção normal às placas” τ α dv/ dy A relação de proporcionalidade pode ser transformada em igualdade mediante uma constante, dando origem à equação 1 ( Lei de Newton ). τ =µ . dv/ dy ( eq. 1 ) A viscosidade dinâmica ( µ ) é o coeficiente de proporcionalidade entre a tensão de cisalhamento e o gradiente de velocidade. O seu significado físico é a propriedade do fluido através da qual ele oferece resistência às tensões de cisalhamento. Os fluidos que apresentam esta relação linear entre a tensão de cisalhamento e a taxa de deformação são denominados newtonianos e representam a maioria dos fluidos. O valor da viscosidade dinâmica varia de fluido para fluido e, para um fluido em particular, esta viscosidade depende muito da temperatura. Os gases e líquidos tem comportamento diferente com relação à dependência da temperatura, conforme mostra a Tabela 1: Líquidos A viscosidade diminui com a temperatura. Observa-se um pequeno espaçamento entre moléculas pequeno e ocorre a redução da atração molecular com o aumento da temperatura Gases A viscosidade aumenta com a temperatura. Observa-se um grande espaçamento entre moléculas e ocorre o aumento do choque entre moléculas com o aumento da temperatura. 2.1.4. VISCOSIDADE CINEMÁTICA É frequente, nos problemas de mecânica dos fluidos, a viscosidade dinâmica aparecer combinada com a massa específica, dando origem à viscosidade cinemática. Regimes de escoamento Os escoamentos no interior de tubos ocorrem em três regimes diferentes. No primeiro exemplo diz-se que o escoamento está no regime laminar, enquanto que no segundo caso o escoamento está no regime turbulento. Entre estes dois casos existe o terceiro regime de escoamento que é dito de transição. A figura abaixo mostra uma visualização de um escoamento no interior de um tubo obtida por injeção com tinta.

Se efetuamos uma medição simples do escoamento no interior de um tubo, medindo a velocidade ao longo do tempo, observaremos os padrões que estão representados esquematicamente na Figura 2. Quando o regime é laminar a velocidade nesse local mantém-se constante no tempo, enquanto que no regime turbulento a velocidade varia permanentemente, uma manifestação do fenômeno designado por turbulência. Se o fluxo se mantiver constante estamos perante um escoamento estacionário e, neste contexto dos escoamentos em regime turbulento, isso significa que a média temporal da velocidade não varia em cada ponto, embora a velocidade esteja permanentemente a variar em torno dessa média. Na situação intermédia da transição de regime observaremos turbulência intermitente. A mudança de regime de escoamento tem importantes implicações nas perdas por atrito existente num escoamento. No início do século XIX já era clara a existência de diferentes comportamentos que se traduzia numa relação entre a variação de pressão e o fluxo que não se mantinha constante. Para baixos fluxos essa relação era linear, mas para elevados fluxos era não-linear, havendo uma dependência quase quadrática do fluxo. Foi Osborne Reynolds que em 1883 fez uma análise mais formal e identificou claramente este fenômeno conduzindo experiências muito semelhantes às descritas acima de forma simplificada. Reynolds verificou que a transição de regime laminar para turbulento acontecia sempre que o número adimensional rVD m (mais tarde batizado de número de Reynolds) tomava um valor numérico da ordem dos 2,300.

ESCORVA DE BOMBA É a eliminação do ar existente no interior da bomba e da tubulação de sucção. Esta operação consiste em preencher com o fluído a ser bombeado todo o interior da bomba e todo o interior da tubulação de sucção, antes do acionamento da mesma. As bombas de líquidos e de misturas de líquidos e sólidos podem perder escorva e pode ser necessária a escorva da bomba. A perda de escorva é geralmente devida à entrada de ar no interior da bomba ou da tubulação de sucção. As folgas de operação e os princípios de funcionamento das bombas usadas para líquidos faz com que, quando bombeiam vapores ou gases, não possam deslocar o ar, vapor ou gás devido à densidade muitas vezes menor destes fluidos.

CRIVO Grade ou filtro de sucção, normalmente acoplado a válvula de pé,que impede a entrada de partículas de diâmetro superior ao seuespaçamento.

VÁLVULA DE PÉ COM CRIVO Válvula de retenção colocada na extremidadeinferior da tubulação de sucção para impedir que o fluído succionadoretorne ao reservatório quando houver parada no funcionamento da bomba,evitando que esta trabalhe a seco. No exemplo abaixo (Figura 1.1) estáinstalada junto ao pé da tubulação de sucção e só irá permitir a passagemdo fluido no sentido ascendente e quando houver o desligamento do motor,irá manter a carcaça da bomba e a tubulação de sucção cheia do fluido. Diz-se, nestas circunstâncias, que a válvula de pé com crivo mantém a bombaescorvada.

Por apresentar partes móveis, a válvula de pé é suscetível ao maufuncionamento, limitando a confiabilidade do sistema e apesar de existir emmuitas instalações, ela aumenta acentuadamente a perda de carga nasucção, possui custo considerável, necessita de limpeza freqüente erepresenta risco em instalações com automação de partida, devido ao seudesgaste ou mau funcionamento, oriundos de partículas contidas no fluído.

VÁLVULA DE RETENÇÃO Válvula também unidirecional instalada àsaída da bomba e antes do registro. Tem as seguintes funções:- Impedir que o peso da coluna seja sustentado pelo corpo da bomba,pressionando-o e provocando vazamento no mesmo.- Possibilitar, caso haja algum problema com a válvula de pé e que provoquea perda da escorva que através de um recurso chamado “by-pass” faça – sea escorva automática da bomba, evidentemente, após se ter sanado opossível defeito da válvula de pé.

TANQUES DE ESCORVA: Oferecem maior garantia de escorva do que asválvulas de pé, quando dimensionados e aplicados corretamente. Geralmente, são de formato cilíndrico ou ovalados, instalados vertical ouhorizontalmente. O equipamento é de fácil construção e instalação, não tempartes móveis, praticamente não sofre desgastes e o custo de aquisição semelhante ao da válvula de pé. Dentre as limitações que oferecem, devem ser mencionados: maior pesoe tamanho do que as válvulas de pé, requerendo maior área e estruturapara sua instalação, poucos fabricantes comerciais possuem conhecimentoe informações técnicas sobre seu uso

MÁQUINAS São transformadores de energia (absorvem energia em uma forma e restituem em outra)

BOMBAS VOLUMÉTRICAS: o órgão fornece energia ao fluido em forma de pressão.São as bombas de êmbulo ou pistão e as bombas diafragma. O intercâmbio deenergia é estático e o movimento é alternativo.- TurboBombas ou Bombas Hidrodinâmicas: o órgão (rotor) fornece energia aofluido em forma de energia cinética. O rotor se move sempre com movimentorotativo.

ALTURA MANOMÉTRICA DA INSTALAÇÃO A altura manométrica (Hm) de uma instalação de bombeamentorepresenta a energia (por unidade de peso) que o equipamento irá transferirpara o fluido, a fim de satisfazer às necessidades do projeto, ou seja, a suademanda. Existem duas maneiras de calcular Hm:

CAVITAÇÃO Cavitação é um fenômeno de ocorrência limitada a líquidos, com conseqüências danosas parao escoamento e para as regiões sólidas onde a mesma ocorre.O estudo da cavitação pode ser dividido em duas partes: o fenomenológico, que corresponde àidentificação e

combate à cavitação e seus efeitos; e o teórico, onde interessa oequacionamento do fenômeno, visando a sua quantificação no que se refere às condições deequilíbrio, desenvolvimento e colapso das bolhas.Para o perfeito entendimento da cavitação, torna-se necessário abordar o conceito de pressãode vapor.

PRESSÃO DE VAPOR Pressão de vapor de um líquido a uma determinada temperatura é aquela na qual o fluidocoexiste em suas fases líquido e vapor.Nessa mesma temperatura, quando tivermos uma pressão maior que a pressão de vapor,haverá somente a fase líquida e quando tivermos uma pressão menor, haverá somente a fasevapor.Observa-se, que a pressão de vapor de um líquido cresce com o aumento da temperatura.Analisando a curva de pressão de vapor, verificamos que podemos passar de uma fase paraoutra, de varias maneiras, por exemplo: •mantendo a pressão constante e variando a temperatura. •mantendo a temperatura constante e variando a pressão. •variando pressão e temperatura.Assim, mantendo-se a pressão de um líquido constante, (por ex. pressão atmosférica) eaumentando-se a temperatura, chegaremos até um ponto em que a temperatura corresponde àpressão de vapor e passamos a ter a ebulição

NPSH – Net Positive Suction Head O NPSH é um conceito oriundo da escola americana, que predominou entre os fabricantesinstalados no país e na norma da ABNT que trata de ensaios de cavitação em bombas.A condição Pe abs >Pv é necessária mas não suficiente, pois pôr detalhes construtivos poderáocorrer cavitação no interior da própria máquina.Em termos práticos, o procedimento usual para analisarmos a operação de determinadabomba num sistema, é através do conceito de NPSH REQ. e NPSH DISP. O NPSH representa a “Energia Absoluta” no flange de sucção, acima da pressão de vapor dofluído naquela temperatura.

Número de Reynolds O número de Reynolds (abreviado como Re) é um número adimensional usado em mecânica dos fluídos para o cálculo do regime de escoamento de determinado fluido dentro de um tubo ou sobre uma superfície. É utilizado, por exemplo, em projetos de tubulações industriais e asas de aviões. O seu nome vem de Osborne Reynolds, um físico e engenheiro irlandês. O seu significado físico é um quociente entre as forças de inércia e as forças de viscosidade. Número de Reynolds em Tubos Aula 10 Prof. MSc. Luiz Eduardo Miranda J. Rodrigues Re<2000 – Escoamento Laminar. 2000<Re<2400 – Escoamento de Transição. Re>2400 – Escoamento Turbulento. ρ = massa específica do fluido µ = viscosidade dinâmica do fluido v = velocidade do escoamento D = diâmetro da tubulação

RE=p.v.D/U

Importância do Número de Reynolds A importância fundamental do número de Reynolds é a possibilidade de se avaliar a estabilidade do fluxo podendo obter uma indicação se o escoamento flui de forma laminar ou turbulenta. O número de Reynolds constitui a base do comportamento de sistemas reais, pelo uso de modelos reduzidos. Um exemplo comum é o túnel aerodinâmico onde se medem forças desta natureza em modelos de asas de aviões. Pode-se dizer que dois sistemas são dinamicamente semelhantes se o número de Reynolds, for o mesmo para ambos.

Manômetro O Manômetro (português brasileiro) ou Manómetro (português europeu) (do gr. µανός, ligeiro, pouco denso, e -metro) é um instrumento utilizado para medir a pressão de fluidos contidos em recipientes fechados. Existem, basicamente, dois tipos: os de líquidos e os de gases. Características e tipos de manômetros A pressão manométrica se expressa bem seja acima ou abaixo da pressão atmosférica. Os manômetros que servem para medir pressões inferiores à atmosférica se chamam manômetros de vácuo ou vacuômetros. Um tipo de manômetro já com séculos de existência é o de coluna líquida. Este manômetro contém um tubo, no qual se coloca uma dada quantidade de líquido, ar ou gas. Neste método a pressão a medir é aplicada a uma das aberturas do tubo, enquanto uma pressão de referência é aplicada à outra abertura (geralmente a pressão atmosférica).

Tubo de Pitot Tubo Pitot ou simplesmente pitômetro é um instrumento de medição de velocidade muito utilizado para medir a velocidade de fluidos em modelos físicos em laboratórios de hidráulica, em laboratórios de aerodinâmica e também em hidrologia para a medição indireta de vazões em rios e canais, em redes de abastecimento de água, em adutoras, em oleodutos e ainda a velocidade dos aviões, medindo, neste caso, a velocidade do escoamento do ar. Deve o seu nome ao físico francês do século XVIII Henri Pitot.

Tubo de Venturi O tubo de Venturi é um aparato criado por Giovanni Battista Venturi para medir a velocidade do escoamento e a vazão de um líquido incompressível através da variação da pressão durante a passagem deste líquido por um tubo de seção mais larga e depois por outro de seção mais estreita. Este efeito é explicado pelo princípio de Bernoulli e no princípio da continuidade da massa. Se o fluxo de um fluido é constante, mas sua área de escoamento diminui então necessariamente, sua velocidade aumenta. Para o teorema a conservação da energia se a energia cinética aumenta, a energia determinada pelo valor da pressão diminui.