Relat³rio Mec¢nica Fluidos

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Medida de pressão

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FUNDAO EDSON QUEIROZUNIVERSIDADE DE FORTALEZACENTRO DE CINCIAS TECNOLGICASDISCIPLINA: MECNICA DOS FLUIDOSTURMA: T532-32 HORRIO: N5D

RELTORIO PRTICA N01 MEDIDA DE PRESSO

ROBERTA OLIVEIRA DA SILVA1410895/5

09/2015FORTALEZA, CE

ROBERTA OLIVEIRA DA SILVA

RELTORIO PRTICA 01 MEDICA DE PRESSO

Trabalho apresentado como requisito parcial de avaliao na disciplina de Mecnica dos Fluidos, Professora: Nise Sanford

09/2015FORTALEZA, CE

INTRODUO

Importncia e Objeito da Prtica:A grande importncia da prtica fazer com os alunos se familiarizem com o conceito de presso relativa e verificar a influncia do peso especfico do fluido manomtrico. As aulas prticas podem ajudar no desenvolvimento de conceitos cientficos, alm de permitir que os estudantes aprendam como abordar objetivamente o seu mundo e como desenvolver solues para problemas complexos (LUNETTA, 1991). . Hoje em dia torna-se cada vez mais necessria a medio e controle de determinados parmetros dos processos, com a finalidade de atender aos mais variados tipos de especificaes tcnicas, por este motivo a presso pode ser considerada como arma das mais importantes grandezas fsicas que atua nestes referidos processos.A prtica tem o objeito de mostrar a realizao das medidas de presso em escoamento de ar por meio de manmetros em tudo com formato de U.

FUNDAMENTAO TORICA Conceitos:A medida de presso por meio de coluna de fludo baseada na equao fundamental de esttica:

Onde:P= presso em kgf/m2z = cota em m= peso especfico do fludo em N/ m3, kgf/m3 Quando integrada entre dois pontos 1 e 2 de um fludo incompressvel separados por um desnvel h, a equao fundamental de esttica se tona:

P2 P1 = h

Instrumentos e sensores de presso:Os instrumentos para medio de presso podem ser classificados seguindo as categorias que seguem [WHITE, 2002]: Baseados na gravidade: barmetros, manmetros, pisto de peso morto. Deformao elstica: tubo de bourdon, diafragma, extensmetro (stain-gage) Comportamento de gases: compresso de gs (McLeod), condutncia trmica (Pirani), impacto molecular (Knudsen), ionizao, condutividade trmica, etc. Sada eltrica: resistncia (Bridgman), extensmetro, capacitivo, piezoeltrico, LVDT, freqncia de ressonncia, etc.1. Manmetro de tubo em UO manmetro de tubo em U muito usado devido a sua simplicidade e importncia. Ele pode ser construdo facilmente, e l a diferena de presso entre dois pontos desconhecidos, portanto, uma diferena monomtrica. Nessa situao, conhecendo-se as massas especficas dos fluidos envolvidos, o manmetro em de tubo em U no necessita de calibrao para ler diferenas de presso. Trata-se de um instrumento histrico, pois serviu a Boyle para determinar a presso esttica de fluidos, em 1662. Empregado para medidas de presso de fluidos em regime permanente e em condies controladas, um instrumento padro para as presses na faixa de 2.54 milmetros de coluna d'gua (cerca de 25 Pa) at 0.7 MPa, com incertezas que variam de 0,02 a 0,2 % da leitura. No caso dos manmetros de tubo em U, da figura que segue, a diferena entre a presso pA e a presso de referncia do sistema pB dada em funo da altura z.

2. Manmetro de pooSimilar ao de tubo em U, opera apenas com uma escala de medida, como mostra a figura:

3. Manmetros inclinadosTambm de escala nica, localizada no tubo inclinado (ver prxima figura), tem a vantagem de operar com escalas de maior graduao que os manmetros verticais, para a mesma variao de presso. O ngulo de cerca de 10 em relao horizontal, e chega-se a medidas de 0.254 mm.

4. MicromanmetrosServe como padro de leitura de presses na faixa de 0.005 at 500 milmetros de coluna d'gua (0,050 Pa at 5000 Pa), variando desde a presso 0 absoluta at 0.7 MPa. Existem vrios tipos de micromanmetros, e os mais utilizados so: Tipo Prandtl - Nele, os erros de capilaridade e de leitura com menisco so diminudos pela movimentao tanto do reservatrio de fluido manomtrico como pelo tubo inclinado de medio, como mostra a figura:

5. BarmetrosSeu desenvolvimento se deve Torricelli, e destina-se a medida da presso absoluta do ar atmosfrico. Trata-se de um caso particular do manmetro de poo, e sua incerteza de medio pode variar na faixa de 0,001 a 0,03 % da leitura. A figura que segue mostra seu funcionamento.

A parte superior da coluna contm vapor de mercrio saturado a temperatura do local, cuja presso desprezvel em relao presso atmosfrica. O poo (ou cisterna) exposto presso atmosfrica, e quando ela for de 1 atm = 101 325 Pa, e a temperatura local for de 20 C, a coluna de mercrio se elevar a 760 mm.

6. Sensor PiezoeltricoSo considerados sensores ativos porque a presso que atua sobre o elemento sensor, um cristal, gera uma fora eletromotriz (fem) proporcional. Essa categoria de sensores empregada para captar presso sonora, como em microfones, para perturbaes aerodinmicas, entre outros. Os elementos piezoeltricos so cristais, como o quartzo, a turmalina e o titanato que acumulam cargas eltricas em certas reas da estrutura cristalina, quando sofrem uma deformao fsica, por ao de uma presso. So elementos pequenos e de construo robusta. Seu sinal de resposta linear com a variao de presso, so capazes de fornecer sinais de altssimas freqncias de milhes de ciclos por segundo. O efeito piezoeltrico um fenmeno reversvel. Se for conectado a um potencial eltrico, resultar em uma correspondente alterao da forma cristalina. Este efeito altamente estvel e exato, por isso utilizado em relgios de preciso. A carga devida alterao da forma gerada sem energia auxiliar, uma vez que o quartzo um elemento transmissor ativo. Esta carga conectada entrada de um amplificador (ver prxima figura), sendo indicada ou convertida em um sinal de sada, para tratamento posterior.

7. Coluna piezomtrica ou piezmetroConsiste num simples tubo de vidro que, ligado ao reservatrio, permite medir diretamente a carga de presso. Logo, dado o peso especfico do fludo, pode-se determinar a presso diretamente.

Figura 01 Piezmetro

O piezmetro apresenta trs defeitos que o tornam de uso limitado: A altura h, para presses elevadas e para lquidos de baixo peso especfico, ser muito alta; No se pode medir presso de gases, pois eles escapam sem formar a coluna h; No se pode medir presses efetivas negativas, pois nesse caso haver entrada de ar para o reservatrio, em vez de haver a formao da coluna h.

METODOLOGIA DA PRTICA

Preparao do Sistema

1. Posicionar o tudo de Prandtl no centro do duto de descarga;2. Abrir totalmente o registro de 33. Abrir parcialmente a vvla de sada. A mudana de posio desta vlvula altera as condies do ensaio, devendo ser usada para variao dos dados.4. Acionar o ventilador. Dever haver reao imediata nos medidores de presso.

Realizao do EnsaioPara cada posio da vlvula de sada, sero medidas as seguintes presses: No manmetro n1: a medida relativa de uma presso mais alta que a atmosfrica. No manmetro n3: a medida relativa de uma presso mais baixa que a atmosfrica. No manmetro n2: a medida diferencial entre as duas presses anteriores.

APRESENTAO DOS DADOS Esquema de Montagem

Dados ColetadosMEDIDAS123

124,230,415,0

6,512,515,4

UNIDADECMCMCM

= hmaior - hmenor

1 = 24,2 - 6,5 = 17,7 cm2= 30,4 - 12,5 = 17,9 cm3= 15,4 - 15,0 = 0,4 cm

EXERCCIO (QUESTO 7 RELATRIO) Achar a diferena de presso entre A e B na figura 3 sabendo-se que H1= 30cm; H2= 15cm; H3= 45cm; H4= 20cm Dhg= 13,6

NPSHNPSH umacrnimopara o termo emlngua inglesaNetPositiveSuctionHead, cuja traduo literal para o portugus (aproximadamente "balano no topo de suco positiva" ou "altura livre positiva de suco") no expressa de maneira clara e tecnicamente o que significa na prtica, emengenharia, mas adota-secarga lquida positiva de sucoou apenascarga positiva de suco. aenergia(carga) medida empressoabsolutadisponvel na entrada desucode umabomba hidrulica. Em qualquer seo transverssal de um circuitohidrulicogenrico, o parmetro NPSH mostra a diferena entre a presso atual de um lquido em umatubulaoe apresso de vapordo lquido a uma dadatemperatura.NPSH(a) a presso de suco apresentada na entrada da bomba, a energia (pressoabsoluta) que o sistema: presso sobre o fluido, altura da coluna de gua acima ou abaixo do eixo de suco da bomba, perda de carga na tubulao de suco; disponibiliza ou chega na entrada de suco da bomba. A energia presso absoluta resultante chamada de NPSH disponvel e expressa normalmente em metros de coluna de gua (mca).NPSH(r) o limite de presso de suco no qual o desempenho em perda de carga total da bomba reduzido em 3%, devido a cavitao. A cavitao ocorre em nveis de presso de suco abaixo do nvel NPSH-3 e os danos da bomba pode ocorrer a partir de cavitao, embora a bomba possa continuar a apresentar o desempenho hidrulico esperado. a energia em presso absoluta que a bomba requer na sua entrada de suco para evitar que o fenmeno da cavitao ocorra e depende das caracteristicas construtivas da bomba, da sua rotao e da vazo. Ele informado pelo fabricante da bomba.

Onde a perda de carga entre 0 e 1, a presso na superfcie da gua, a presso de vapor (presso de saturao) para o fluido a temperaturaa 1, a diferena na altura(mostrado como H no diagrama) da superfcie da gua na localizao 1, e a densidade do fluido, assumida constante, e aacelerao gravitacional.

DENIES Presso Manomtrica e Absoluta

Apresso absoluta a presso total exercida em uma dada superfcie, incluindo a presso atmosfrica, quando for o caso. A presso absoluta ser sempre positiva ou nula. Em muitos casos, como na calibrao de um pneu, estamos interessados apenas na diferena entre a presso interna de um reservatrio (o pneu) e a presso externa (o ar, que est na presso atmosfrica local). A essa diferena chamamospresso ma