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Um novo conceito em equipamentos educacionais 1
Sttylus Equipamentos Educacionais
PRISLEY DE OLIVEIRA NUNES - ME Rua Augusto Porto Alegre, 156 Bairro Sarandi Porto Alegre RS CEP:
91.110-250 Fone: (51) 3348.9439/Fax: (51) 3368.1171
CNPJ 12.558.937/0001-66 I.E. 096/3386697 www.sttyluseducacional.com.br
STT 512 BANCADA DE ESCOAMENTOS INTERNOS
MANUAL DE UTILIZAO
Porto Alegre, 2014
Um novo conceito em equipamentos educacionais 2
Sttylus Equipamentos Educacionais
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SUMRIO
1 Apresentao do equipamento .................................................................................................... 3
2 Descrio do equipamento e acessrios ...................................................................................... 3
3 Procedimentos gerais para utilizao do equipamento ................................................................ 5
4 Montagens prticas sugeridas ..................................................................................................... 6
4.1 Medida de presso com manmetro de coluna de fludo. ......................................................... 7
4.2 Medida de vazo pelo mtodo volumtrico .............................................................................. 11
4.3 Medida de vazo com placa de orifcio: calibrao ................................................................. 13
4.4 Medida de vazo: calibrao do venturi; ................................................................................. 16
4.5 Medida de vazo por pitometria .............................................................................................. 19
4.6 Perda de carga em tubulaes com diferentes comprimentos ................................................ 22
4.7 Perda de carga em tubulaes com diferentes dimetros ....................................................... 25
4.8 Perda de carga em tubulaes com diferentes rugosidades ................................................... 27
4.9 Perda de carga em tubulaes com diferentes materiais ........................................................ 30
4.10 Perda de carga em diferentes registros ................................................................................ 33
4.11 Perda de carga nos acessrios ............................................................................................. 35
4.12 Curva caracterstica vazo x presso ................................................................................... 37
REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS .............................................................................................. 39
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1 Apresentao do equipamento
A Bancada de Escoamentos Internos um equipamento desenvolvido para apoiar
as atividades de ensino dos contedos que tratam do escoamento interno de
fludos em tubulaes, permitindo que vrios fenmenos reais possam ser
observados e discutidos. E desta forma um importante subsdio que vem a
facilitar a compreenso e o aprendizado, tornando a atividade de ensino mais
dinmica, permitindo a visualizao dos fenmenos de difcil detalhamento
terico.
O sistema permite a realizao de experimentos de quantificao da perda de
carga em escoamentos internos a tubos sendo utilizado a gua como fluido de
trabalho, desta forma bastante voltado aos fenmenos hidrulicos. Porm, o uso
da anlise dimensional e dos conceitos se semelhana estende os conceitos
visualizados para vrios campos da mecnica dos fluidos.
2 Descrio do equipamento e acessrios
A Bancada de Escoamentos Internos consta basicamente de um conjunto de
tubos e acessrios montados de forma a proporcionar, por meio da abertura e
fechamento de registros, o escoamento por um nico ramal de interesse,
constituindo um circuito fechado o qual parte da bomba hidrulica acoplada ao
reservatrio e aps circular pela tubulao retorna ao mesmo.
Os tubos montados com acessrios normais e com tomadas de presso neles
instalados permite a quantificao da perda de carga por meio da utilizao de
uma instrumentao bsica composta por manmetros de coluna de fludo e/ou
piezmetros.
Voltado a utilizao de maneira prtica possui uma bancada e sobre esta um
tanque de medida de volume para utilizao nas vrias montagens sugeridas,
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permitindo a visualizao do volume do escoamento em um determinado tempo,
sendo um importante meio para anlise dimensional de volume.
N Componente
1 Bomba Centrfuga
2 Reservatrio
3 Conjunto de Prandtl
4 Tubo de Venturi
5 Placa de orifcio
6 Painel de comando
7 Tubulao 1 (3/4)
8 Tubulao 2 (3/4)
9 Tubulao 3 (1)
10 Tubulao 4 (3/4)
11 Tubulao 5 (3/4 com rugosidade interna)
12 Tubulao 6 (30 mm)
13 Tubulao 7 (25mm)
14 Vlvula de esfera (3/4")
15 Vlvula de gaveta (3/4")
16 Vlvula de gaveta (3/4")
17 Filtro Y (3/4")
18 Caixa de medio volumtrica
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3 Procedimentos gerais para utilizao do equipamento
1- Colocar o equipamento sobre superfcie plana e nivelada;
2- Verificar a tenso eltrica do equipamento e da rede de alimentao; caso
sejam diferentes proceder as modificaes necessrias;
3- Somente ligue o equipamento aps o mesmo ser aterrado para garantir a
segurana dos usurios e prevenir acidentes.
4- Caso seja necessrio a utilizao de ampliao do comprimento do cabo
de fornecimento de energia ao equipamento este deve ser realizado por
pessoal capacitado.
5- Somente ligar o motor aps a colocao de gua no reservatrio para
evitar a danificao das vedaes da bomba.
6- -Verificar se o registro de regulagem da vazo est totalmente fechado
para que o motor eltrico no seja sobrecarregado.
7- Manipule o registro de regulagem de vazo de forma suave para evitar
golpes devido ao transiente provocado pela mudana brusca da acelerao
do fluido. Este procedimento tambm visa proteger os medidores de
presso.
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4 Montagens prticas sugeridas
A utilizao do equipamento permite a montagem de inmeras prticas
sobre os fenmenos considerados no estudo da mecnica dos fludos, as mais
diversas abordagens podem ser discutidas dependendo do enfoque a ser dado
nos cursos, da imaginao e criatividade.
Algumas montagens prticas so sugeridas a seguir, as quais tm como
objetivo proporcionar um entendimento inicial do funcionamento do equipamento
bem como dos acessrios que acompanham o mesmo.
1. Medida de presso com manmetro de coluna de fludo;
2. Medida de vazo pelo mtodo volumtrico;
3. Medida de vazo: calibrao da placa de orifcio;
4. Medida de vazo: calibrao do venturi;
5. Medida de vazo por pitometria;
6. Perda de carga em tubulaes com diferentes comprimentos;
7. Perda de carga em tubulaes com diferentes dimetros;
8. Perda de carga em tubulaes com diferentes rugosidades;
9. Perda de carga em tubulaes com diferentes materiais;
10. Perda de carga em diferentes registros;
11. Perda de carga nos acessrios;
12. Curva caracterstica vazo x presso.
A descrio das montagens realizada de forma simplificada com vistas a
apresentar o funcionamento do equipamento. Recomenda-se o aprofundamento
terico do assunto atravs da literatura especializada.
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4.1 Medida de presso com manmetro de coluna de fludo.
Montagem: 1
I OBJETIVO
Esta montagem prtica tem como objetivo demonstrar a utilizao do
manmetro de coluna de fludo, quanto as formas de instalao e cuidados
necessrios.
II MATERIAIS
- Manmetro de coluna de fludo em U
- Fonte adequada de presso
- Mangueiras
III METODOLOGIA
Procedimento de Sangria:
Conecte as mangueiras aos pontos em que se deseja conhecer a
diferena de presso entre os mesmos. O sistema deve possuir uma
pequena presso no momento da instalao das mangueiras para
que seja possvel a retirada de todo o ar de seu interior pois, a
presena de ar causa erros na leitura da presso.
Deixe sair todo o ar das mangueiras;
Conecte uma das mangueiras ao manmetro e abra os registros do
manmetro. Pode-se observar que a coluna do fludo manomtrico ir
alterar sua posio inicial e que ocorrer a entrada de gua para
dentro do tubo de vidro.
Feche o registro do manmetro e conecte a segunda mangueira.
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Abra o registro do manmetro. Pode-se perceber que tambm
ocorrer uma alterao na posio da coluna do fludo manomtrico e
que uma certa quantidade de gua ir entrar no tubo de vidro.
Feche o registro do manmetro e desconecte a mangueira
inicialmente colocada.
Abra o registro novamente. A coluna de fludo manomtrico ir subir
devendo a mesma expulsar todo o ar existente permanecendo
somente gua sobre o fludo manomtrico.
Feche o registro do manmetro e reconecte a mangueira.
Desconecte a segunda mangueira e abra o registro do manmetro.
Conecte novamente a mangueira ao manmetro. Com estas
operaes certamente todo o ar do interior das mangueiras e do
manmetro ter sado. Caso isso no tenha ocorrido deve-se repetir o
processo at a completa eliminao do ar do sistema.
Medida de presso diferencial:
Conecte as mangueiras aos pontos em que se deseja conhecer a
diferena de presso entre os mesmos.
Faa circular uma determinada quantidade de gua pelo sistema que
possui os dois pontos.
Observe a alterao na coluna de fludo manomtrico;
Leia os valores indicados pela coluna de fludo na escala e anote-os.
Tenha cuidado no momento da leitura dos valores pois, a formao de
um menisco como ilustrado a seguir deve ser considerada.
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IV AVALIAO DOS RESULTADOS
Com os valores observados no manmetro obtm-se o H e realiza-se o
clculo da diferena de presso entre os pontos considerados.
A equao a seguir fornece a diferena de presso entre os ponto P1 e P2.
H=PP FM 21
Sendo:
P1 - P2 = diferena de presso entre os pontos;
= densidade do fludo manomtrico;
F = densidade do fludo ;
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H = diferena da altura da coluna de fludo manomtrico.
Aps a demonstrao de como preparar o manmetro e como efetuar as
leituras, cada aluno deve efetuar suas medidas e calcular a presso indicada.
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4.2 Medida de vazo pelo mtodo volumtrico
Montagem: 2
I OBJETIVO
Esta montagem prtica tem como objetivo realizar a determinao da vazo
pelo mtodo volumtrico, sendo a mesma utilizada para anlise dos escoamentos
pressurizados.
A medida da vazo um dos parmetros mais importantes para o estudo
dos escoamentos, juntamente com a presso. Esses dois parmetros
caracterizam completamente o escoamento, permitindo calcular outros
parmetros como velocidade, vazo, etc.
II MATERIAIS
Bancada didtica com tanque de medida de volume
Cronometro
III METODOLOGIA
Colocar motobomba da bancada em funcionamento e deixar escoar o fluido
pela tubulao a ser analisada;
Direcionar o fluxo do fluido para o tanque de medio de volume para medida
de um volume de gua (Vol), acumulado no reservatrio. Utilizar um
cronmetro para a medida do tempo (t) gasto. O cronometro deve ser
disparado juntamente com o acionamento do desviador de gua, que passa a
lana-la no tanque de medida de volume;
Ao atingir um nvel adequado o desviador novamente acionado e o
cronometro parado;
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O tempo de acumulao de gua no reservatrio deve ser o mximo possvel
para minimizar erros;
A medida do volume da caixa realizada atravs da escala lateral do tanque
de medida de volume;
Anotar os valores de volume e tempo transcorridos durante a coleta do fluido;
IV AVALIAO DOS RESULTADOS
A vazo ser obtida pela diviso da massa pelo intervalo de tempo, conforme
frmula abaixo:
Q =Vol
t
Sendo:
Q = vazo volumtrica (l/s);
Vol = volume do fluido (litros);
t = tempo transcorrido durante coleta (s)
O procedimento deve ser efetuado vrias vezes para obter-se uma mdia do valor
de vazo. Uma s leitura pode no fornecer um valor representativo da vazo.
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4.3 Medida de vazo com placa de orifcio: calibrao
Montagem: 3
I OBJETIVO
Esta montagem prtica visa a determinao experimental do coeficiente de vazo
da placa de orifcio instalada na bancada, devido a mesma estar fora do alcance
da norma por tratar-se de dimenses reduzidas da tubulao. Objetiva ainda
introduzir o conceito de calibrao.
Na figura abaixo apresentado o esquema de um medidor do tipo placa de orifcio.
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II MATERIAIS
Tubulao com medidor tipo placa de orifcio instalado
Manmetro de coluna de fludo em U
Mangueiras
Bancada didtica
III METODOLOGIA
Instalar o manmetro de coluna de fludo nas tomadas de presso da placa
de orifcio As mangueiras no devem possuir ar no seu interior devendo-se
proceder a "sangria" das mangueiras e do manmetro. O lado de alta
presso mais facilmente sangrado, desta forma pode-se alternar a
posio das mangueiras no manmetro at conseguir a completa
eliminao do ar do sistema.
Estabelecer um fluxo de gua na tubulao;
Efetuar a leitura e registro da presso diferencial do manmetro instalado
junto a placa de orifcio;
Realizar no mnimo trs medies de vazo por meio do mtodo
volumtrico e fazer uma mdia;
Estabelecer outros fluxos de gua na tubulao e repetir os dois passos
anteriores;
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IV AVALIAO DOS RESULTADOS
As equaes a seguir permitem o clculo da vazo:
Onde:
Qm= vazo mssica (kg/s);
C= coeficiente de descarga = 0.61;
= d/D= (0,5);
= fator de expanso = 0,994 ;
P = Diferena de presso (Pa) ;
P1 = presso na montante da placa (mmHg).;
P2 = presso na jusante da placa (mmHg).;
e = massa especfica do fludo (kg/m).
d = dimetro do orifcio (m)
A operao de calibrao consiste em verificar o valor da vazo para cada
diferena de presso lida no manmetro. Assim para cada vazo estabelecida
pelo registro principal, devem ser medidas a diferenas de presso.
=d
D
133.3221 )p(p=p
ed
C=Qm *p*2
41
2
14
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4.4 Medida de vazo: calibrao do venturi;
Montagem: 4
I OBJETIVO
Medidor do tipo Venturi outro medidor de vazo do tipo de orifcio muito
utilizado, apesar de sua construo mais difcil. A restrio ao escoamento deste
medidor obtida por uma transio mais suave do que a do diafragma, e a sada
do escoamento totalmente guiada at atingir novamente a medida do tubo.
Na figura abaixo apresentado o esquema de um medidor do tipo Venturi.
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II MATERIAIS
Tubulao com medidor tipo Venturi instalado
Manmetro de coluna de fludo em U
Mangueiras
Bancada didtica
III METODOLOGIA
As tomadas de presso do medidor de vazo devem ser interligadas ao
manmetro diferencial de mercrio procedimento de "sangria" das mangueiras
e do manmetro devem ser levadas a efeito.
O lado da baixa presso mais facilmente sangrado se o manmetro for
inclinado para atingir uma posio mais baixa que o ponto de tomada de
presso; outro artifcio que pode ser til para esta operao consiste em
obstruir parcialmente a sada de gua aumentando a presso na tubulao,
permitindo assim expulsar o ar do ramo de baixa presso.
Para cada vazo estabelecida pelo registro principal, devem ser medidas a
diferenas de presso imposta pelo venturi.
IV AVALIAO DOS RESULTADOS
A frmula para clculo da vazo:
PPAmC=Q tQ
132g
Onde:
Q= vazo (m/s)
m= 0,45
At= Ara do dimetro D2 (m2)
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Cq= Coeficiente de vazo, conforme norma para medidores do diafragma
(grfico fornecido).
g = gravidade (m/s2)
densidade do fluido. (kg/m3)
P = diferena de presso (kgf/m3)
Cada aluno deve medir pelo menos um ponto da curva de calibrao. Deve-
se, ser enfatizado que cada ponto da curva deve ser resultado de uma mdia de
mais de uma leitura, pois uma s leitura pode no fornecer um valor
representativo da vazo devido s incertezas causadas pela flutuao da
presso.
Deve-se comparar e justificar os resultados obtidos com venturi para vazo,
com os resultados encontrados com o mtodo volumtrico.
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4.5 Medida de vazo por pitometria
Montagem: 6
I OBJETIVO
O tubo de Pitot um instrumento projetado para medir a velocidade nos
meios fluidos. O tubo de Pitot tem por base terica o escoamento ao redor de um
obstculo. As linhas de corrente contornam o obstculo formando dois fluxos, um
de cada lado do obstculo. Entre estes dois fluxos existe uma linha de separao
AB. Est linha tambm uma linha de corrente que termina no obstculo, em um
ponto no qual a velocidade nula, denominado ponto de estagnao.
Na figura abaixo apresentado o esquema do conjunto de Prandtl.
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II MATERIAIS
Manmetro de coluna de fludo em U
Mangueiras
Folha de dados
III METODOLOGIA
Esta prtica utiliza o dispositivo de pitometria inserido na tubulao.
A tomada de presso do tubo de Pitot e a tomada de presso esttica
correspondente devem ser ligadas a dois piezmetro prximos para a medida da
diferenas de presso entre os dois pontos.
Devem ser ligados os dois tubos de Pitot, para ser levantado o perfil de
velocidades em duas posies diferentes. Os perfis obtidos devem ser bem
diferentes, mas a sua integrao, em relao rea deve fornecer a mesma
vazo.
Devem serem retiradas as medidas necessrias do equipamento que sero
utilizadas na avaliao dos resultados.
IV AVALIAO DOS RESULTADOS
Hg=V .2.
AV=Q
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onde:
- Q = vazo (m3/s)
- V = velocidade (m/s)
- g = gravidade(m/s)
- A = rea da seo transversal de escoamento do fludo (m2)
- h= desnvel do fluido no piezmetro (m)
Devem serem comparadas e justificadas as vazes encontradas pelo tubo
de pitot em relao ao venturi, diafragma e mtodo volumtrico.
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4.6 Perda de carga em tubulaes com diferentes comprimentos
Montagem: 6
I OBJETIVO
Medir a perda de carga em uma tubulao com diferentes comprimentos,
mesmo dimetro, mesma vazo e mesmo material.
II MATERIAIS
Manmetro de coluna de fludo em U
Mangueiras
Bancada didtica
III METODOLOGIA
Instalar o manmetro de coluna de fludo na tubulao 3 utilizando as
tomadas de presso distanciadas em um metro;
Estabelecer um fluxo conhecido na tubulao e efetuar a leitura e registro
da presso diferencial do manmetro;
Instalar o manmetro de coluna de fludo na tubulao 3 utilizando as
tomadas de presso distanciadas em dois metros;
Estabelecer o mesmo fluxo anterior na tubulao e efetuar a leitura e
registro da presso diferencial do manmetro;
Repetir os passos anteriores para um novo fluxo na tubulao.
A variao do fluxo na tubulao obtido pela abertura e fechamento do registro
na sua extremidade.
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CNPJ 12.558.937/0001-66 I.E. 096/3386697 www.sttyluseducacional.com.br
IV AVALIAO DOS RESULTADOS
A vazo pode ser determinada pelo mtodo volumtrico ou mesmo outro mtodo.
A perda de carga real obtida pela diferena de presso em mmHg fornecida
pelo manmetro ligado a tubulao.
A perda de carga na tubulao pode ser calculada da seguinte forma:
D
LVC=H fP
2g
2
5
2
D
QLCA=H fp
DV=Re
AV=Q
Sendo:
HP = Perda de carga
Cf =f= coeficiente de atrito (obtido atravs do grfico de Moody).
V = velocidade (m/s)
g = gravidade (m/s2)
L = comprimento (m)
D = dimetro (m)
A= rea (m2)
= viscosidade cintica da gua (1,007*10-6 m2/s) a 20C.
Re= nmero de Reynolds
Q= vazo (m3/s)
Comparar e justificar os resultados de perda de carga obtidos pela leitura do
manmetro com os resultados analticos encontrados para as perdas de carga.
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O que ocorre com a perda de carga para diferentes comprimentos?
Justifique com os valores obtidos.
O que ocorre com a perda de carga quando se modifica a vazo? Justifique
com os valores obtidos.
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4.7 Perda de carga em tubulaes com diferentes dimetros
Montagem: 7
I OBJETIVO
Medir a perda de carga causada por duas tubulaes com mesmo
comprimento, diferentes dimetros, mesma vazo e mesmo material.
II MATERIAIS
- Manmetro de coluna de fludo em U
- Mangueiras
- Bancada didtica
III METODOLOGIA
Instalar o manmetro de coluna de fludo na tubulao 3 utilizando as
tomadas de presso distanciadas em dois metros;
Estabelecer um fluxo conhecido na tubulao e efetuar a leitura e registro
da presso diferencial do manmetro;
Instalar o manmetro de coluna de fludo na tubulao 4 utilizando as
tomadas de presso distanciadas em dois metros;
Estabelecer o mesmo fluxo anterior na tubulao e efetuar a leitura e
registro da presso diferencial do manmetro;
A variao do fluxo na tubulao obtido pela abertura e fechamento do registro
na sua extremidade.
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IV AVALIAO DOS RESULTADOS
A vazo pode ser determinada pelo mtodo volumtrico ou mesmo outro mtodo.
A perda de carga real obtida pela diferena de presso em mmHg fornecida
pelo manmetro ligado a tubulao.
A perda de carga na tubulao pode ser calculada da seguinte forma:
D
LVC=H fP
2g
2
5
2
D
QLCA=H fp
DV=Re
AV=Q
Sendo:
HP = Perda de carga
Cf =f= coeficiente de atrito (obtido atravs do grfico de Moody).
V = velocidade (m/s)
g = gravidade (m/s2)
L = comprimento (m)
D = dimetro (m)
A= rea (m2)
= viscosidade cintica da gua (1,007*10-6 m2/s) a 20C.
Re= nmero de Reynolds
Q= vazo (m3/s)
Comparar e justificar os resultados de perda de carga obtidos pela leitura do
manmetro com os resultados analticos encontrados. (Tubulao 3 e 4).
O que ocorre com a perda de carga com dimetros diferentes, para uma mesma
vazo? Justifique com os valores obtidos.
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4.8 Perda de carga em tubulaes com diferentes rugosidades
Montagem: 8
I OBJETIVO
Visualizar as perdas de carga em duas tubulaes com mesmo
comprimento, mesmo dimetro, mesmo material, mesma vazo e diferentes
rugosidades.
II MATERIAIS
- Manmetro de coluna de fludo em U
- Mangueiras
- Bancada didtica
III METODOLOGIA
Instalar o manmetro de coluna de fludo na tubulao 3 utilizando as
tomadas de presso distanciadas em dois metros;
Estabelecer um fluxo conhecido na tubulao e efetuar a leitura e registro
da presso diferencial do manmetro;
Instalar o manmetro de coluna de fludo na tubulao 5 utilizando as
tomadas de presso distanciadas em dois metros;
Estabelecer o mesmo fluxo anterior na tubulao e efetuar a leitura e
registro da presso diferencial do manmetro;
A variao do fluxo na tubulao obtido pela abertura e fechamento do registro
na sua extremidade.
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IV AVALIAO DOS RESULTADOS
A vazo pode ser determinada pelo mtodo volumtrico ou mesmo outro mtodo.
A perda de carga real obtida pela diferena de presso em mmHg fornecida
pelo manmetro ligado a tubulao.
A perda de carga em cada tubulao pode ser calculada da seguinte forma:
D
LVC=H fP
2g
2
5
2
D
QLCA=H fp
DV=Re
AV=Q
Sendo:
Hp = Perda de carga
Cf =f= coeficiente de atrito (obtido atravs do grfico de Moody).
V = velocidade (m/s)
g = gravidade (m/s2)
L = comprimento (m)
D = dimetro (m)
A= rea (m2)
= viscosidade cintica da gua (1,007*10-6 m2/s) a 20C.
Q= vazo (m3/s)
Re= nmero de Reynolds
- Comparar e justificar os resultados de perda de carga obtidos pela leitura
do manmetro com os resultados analticos encontrados.(Tubulao 3).
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- Com a perda de carga da tubulao 5, calcular o valor de Cf para essa
tubulao (rugosidade alterada).
- O que acontece com a perda de carga quando temos um material com
maior rugosidade?
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4.9 Perda de carga em tubulaes com diferentes materiais
Montagem: 9
I OBJETIVO
Visualizar a perda de carga causada por duas tubulaes com mesmo
comprimento, mesmo dimetro, mesma vazo e diferentes materiais.
II MATERIAIS
- Manmetro de coluna de fludo em U
- Mangueiras
- Bancada didtica
III METODOLOGIA
Instalar o manmetro de coluna de fludo na tubulao 3 utilizando as
tomadas de presso distanciadas em dois metros;
Estabelecer um fluxo conhecido na tubulao e efetuar a leitura e registro
da presso diferencial do manmetro;
Instalar o manmetro de coluna de fludo na tubulao 6 utilizando as
tomadas de presso distanciadas em dois metros;
Estabelecer o mesmo fluxo anterior na tubulao e efetuar a leitura e
registro da presso diferencial do manmetro;
A variao do fluxo na tubulao obtido pela abertura e fechamento do registro
na sua extremidade.
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IV AVALIAO DOS RESULTADOS
A vazo pode ser determinada pelo mtodo volumtrico ou mesmo outro mtodo.
A perda de carga real obtida pela diferena de presso em mmHg
fornecida pelo manmetro ligado a tubulao.
A perda de carga em cada tubulao pode ser calculada da seguinte forma:
D
LVC=H fP
2g
2
5
2
D
QLCA=H fp
DV=Re
AV=Q
Sendo:
HP = Perda de carga
Cf =f= coeficiente de atrito (obtido atravs do grfico de Moody).
V = velocidade (m/s)
g = gravidade (m/s2)
L = comprimento (m)
D = dimetro (m)
A= rea (m2)
= viscosidade cintica da gua (1,007*10-6 m2/s) a 20C.
Re= nmero de Reynolds
Q= vazo (m3/s)
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Comparar e justificar os resultados obtidos pela leitura do manmetro com
os resultados analticos encontrados para as perdas de carga.
Existe uma diferena significante de perda de carga de um material para o
outro. (PVC ,Acrlico)?
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4.10 Perda de carga em diferentes registros
Montagem: 10
I OBJETIVO
Visualizar a perda de carga causada por restries diferentes (perda de carga
localizada), numa tubulao com mesmo dimetro, mesmo material, mesma
rugosidade e mesma vazo.
II MATERIAIS
- Manmetro de coluna de fludo em U
- Mangueiras
- Bancada didtica
III METODOLOGIA
Instalar o manmetro de coluna de fludo na tubulao 2 utilizando as
tomadas de presso antes e imediatamente aps o registro de gaveta;
Estabelecer um fluxo conhecido na tubulao e efetuar a leitura e registro
da presso diferencial do manmetro;
Instalar o manmetro de coluna de fludo na tubulao 2 utilizando as
tomadas de presso antes e imediatamente aps o registro de esfera;
Estabelecer o mesmo fluxo anterior na tubulao e efetuar a leitura e
registro da presso diferencial do manmetro;
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IV AVALIAO DOS RESULTADOS
A vazo pode ser determinada pelo mtodo volumtrico ou mesmo outro mtodo.
A perda de carga real obtida pela diferena de presso em mmHg fornecida
pelo manmetro ligado a tubulao.
- A perda de carga real obtida pela diferena de presso em mmHg
fornecida pelo manmetro ligado as restries.
- A perda de carga em cada restrio pode ser calculada da seguinte forma:
2g
2VK=H p AV=Q
Sendo:
Hp= perda de carga (mca)
K= coeficiente de perda de carga do registro
V= velocidade (m/s)
g = gravidade (m/s)
Q= vazo (m/s)
A= rea (m)
Registros de Gaveta, aberto K= 0,20 (tabelado)
Registros de esfera, aberto K=
Comparar para o registro de gaveta os resultados da perda de carga
analtica e com os resultados da perda de carga obtidos com as leituras do
manmetro.
Calcular o valor de K para o registro de esfera a partir da leitura do
manmetro.
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4.11 Perda de carga nos acessrios
Montagem: 11
I OBJETIVO
Visualizar as perdas de carga causada por acessrios numa tubulao e calcular
o coeficiente de perda de carga.
II MATERIAIS
Manmetro de coluna de fludo em U
Mangueiras
Bancada didtica
III METODOLOGIA
Instalar o manmetro de coluna de fludo na tubulao utilizando as
tomadas de presso antes e imediatamente aps o acessrio de interesse;
Estabelecer um fluxo conhecido na tubulao e efetuar a leitura e registro
da presso diferencial do manmetro;
Realizar os procedimentos anteriores para outras vazes.
IV AVALIAO DOS RESULTADOS
A vazo pode ser determinada pelo mtodo volumtrico ou mesmo outro mtodo.
A perda de carga real obtida pela diferena de presso em mmHg
fornecida pelo manmetro ligado a tubulao.
A perda de carga em cada restrio pode ser calculada da seguinte forma:
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2g
2VK=H p AV=Q
Sendo:
Hp= perda de carga(mca);
K= coeficiente de perda de carga;
g = gravidade (m/s)
V= velocidade (m/s);
Q= vazo (m/s);
A= rea (m);
Calcular o valor do coeficiente de perda de carga (K) para acessrio
analisado.
Comparar e justificar os resultados da perda de carga obtidos com as
leituras do manmetro para diferentes vazes.
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4.12 Curva caracterstica vazo x presso
Montagem: 12
I OBJETIVO
Esta montagem prtica tem por finalidade demonstrar a correspondncia da
curva caracterstica apresentada em manuais de bombas hidrulica centrifugas e
seu comportamento em condies reais de operao em um sistema de recalque.
II MATERIAIS
Manmetro de coluna de fludo em U;
Mangueiras
Bancada didtica
III METODOLOGIA
Instalar o manmetro na tomada de presso mais prxima da bomba
hidrulica. Este ponto ser utilizado para obteno da presso
manomtrica fornecida pela bomba;
Ligue a bomba hidrulica e faa circular gua pelas tubulaes. Para
cada vazo tome nota da presso indicada no manmetro;
Realizar o procedimento anterior para outras vazes.
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IV AVALIAO DOS RESULTADOS
A vazo pode ser determinada pelo mtodo volumtrico ou mesmo outro mtodo.
A presso em mmHg fornecida pelo manmetro ligado a tubulao.
Com os valores de vazo em conjunto com a correspondente presso
fornecida pela bomba hidrulica faa um grfico Vazo x Presso;
Compare o grfico produzido com o fornecido pelo fabricante da bomba
hidrulica. Caso houver diferenas justifique.
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REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS
AZEVEDO NETTO, Jos M. de. Manual de hidrulica. 8. ed. atual. So Paulo: E. Blcher,
1998. 669 p. ISBN 85-212-0153-2
BAPTISTA, Mrcio Benedito; COELHO, Mrcia Maria Lara Pinto. Fundamentos de
engenharia hidrulica. 2. ed., rev. Belo Horizonte: Ed. da UFMG, 2003. 437 p. (Ingenium )
ISBN 85-7401-375-0
LENCASTRE, Armando. Hidrulica geral. Lisboa: Hidroprojecto, 1983. 654 p.
NEVES, Eurico Trindade. Curso de hidrulica. 9. ed. So Paulo: Globo, 1989. 577 p.
ISBN 85-250
PIMENTA, Carlito Flvio. Curso de hidrulica geral. 4. ed Rio de Janeiro: Guanabara
Dois, 1981. 2v.
PORTO, R. M. Hidrulica Bsica EESC -USP, So Carlos, SP, 1999.
STREETER,V. Mecnica dos Fluidos McGraw-Hill, So Paulo, SP, 1979.