ATIVIDADE PRÁTICA DE MECÂNICA DOS FLUIDOS – UNINTER

EXPERIMENTO PARA DETERMINAÇÃO
DA PERDA DE CARGA DISTRIBUÍDA EM TUBULAÇÕES
Este experimento tem por objetivo determinar a perda de carga distribuída em
tubulações. Essa é uma informação muito importante no projeto de sistemas envolvendo
dutos e tubulações. Trabalhamos com este assunto na Aula 4 tema 4.
Assista o vídeo na Aula 7 onde a professora Francielly mostra o passo a passo para
realização deste experimento e para o cálculo analítico da perda de carga distribuída.
As tubulações que podem ser analisadas são as quatro primeiras, sendo elas
respectivamente: Tubo de PVC de 32 mm, PVC de 25 mm, Cobre de 28 mm e Acrílico de
22 mm, como mostra a imagem abaixo:
Você analisará a tubulação corresponde ao seu último número do RU, através da
seguinte tabela:
Tipo de tubulação
Se o último número do seu RU é 0 ou 1 ou 2 Linha 1 – Tubo de PVC de 32 mm
Se o último número do seu RU é 3 ou 4 Linha 2 – Tubo de PVC de 25 mm
Se o último número do seu RU é 5 ou 6 ou 7 Linha 3 – Tubo de Cobre de 28 mm
Se o último número do seu RU é 8 ou 9 Linha 4 – Tubo de Acrílico de 22 mm
Para o cálculo da perda de carga, você considerará a vazão corresponde ao seu
penúltimo número do RU, através da seguinte tabela:
Vazão (L/h)
Se o penúltimo número do seu RU é 0 ou 1 ou 2 4000
Se o penúltimo número do seu RU é 3 ou 4 3000
Se o penúltimo número do seu RU é 5 ou 6 ou 7 2000
Se o penúltimo número do seu RU é 8 ou 9 1000
Você deverá apresentar a imagem com a conexão conforme sua tubulação, com a
respectiva vazão e pressão. Veja um exemplo abaixo considerando uma vazão de 1500 L/h
medida no rotâmetro e a tubulação de Acrílico conectada ao manômetro:
Observe na imagem acima a respectiva pressão medida no manômetro. Esta é a perda
de carga distribuída na tubulação que estamos interessados. Seu respectivo valor é 2*36 =
72 mmca. Este valor é explicado no vídeo.
Calcule a perda de carga distribuída (maiores) ℎ𝑚 conforme a explicação em vídeo,
onde será necessário determinar o número de Reynolds, dado por:
𝑅𝑒 =𝑣𝐷𝜈(1)
onde 𝜈 é a viscosidade cinemática da água e corresponde a 1,003.10-6 m²/s a 20 °C e a
velocidade é obtida por:
𝑄 = 𝑣𝐴 (2)
Sendo que a vazão é obtida no rotâmetro do experimento (conforme seu RU) e deve
ser transformada para m³/s e a área é a da seção transversal da tubulação conforme a
destinada para o seu RU.
Calculado o número de Reynolds, se o escoamento for laminar, ou seja, para 𝑅𝑒 ≤
2300, o fator de atrito é determinado aplicando a Equação 13 trabalhada na Aula 4 tema 4,
ou seja, através da seguinte equação:
𝑓 =64𝑅𝑒 (3)
Para escoamento turbulento, ou seja, 𝑅𝑒 > 2300 o fator de atrito pode ser determinado
utilizando a equação 14 apresentada na Aula 4 tema 4, ou seja, através da seguinte
equação:
1√𝑓= −2𝑙𝑜𝑔 (𝜀/𝐷3,7+2,51𝑅𝑒√𝑓) (4)
Considere 𝜀 = 0,0015 mm para tubos de PVC, 𝜀 = 0,002 mm para tubos de cobre e 𝜀 =
0 (liso) para tubo de acrílico. Observe que a rugosidade está em mm, logo, a rugosidade
relativa 𝜀/𝐷 pode ser obtida utilizando ambos termos em mm.
Com o fator de atrito, 𝑓, determine a perda de carga distribuída, por:
ℎ𝑑 = 𝑓𝐿𝑣²2𝐷𝑔 (5)
Compare este resultado com o valor da pressão fornecida no manômetro U.
Você deverá entregar para correção as seguintes informações:
1. Figura do experimento com a bancada mostrando o valor da pressão no manômetro
U e a vazão mostrada no rotâmetro, semelhante a segunda figura apresentada neste roteiro
só que com os parâmetros conforme seu RU (Valor 50 pontos):
2. Cálculo da velocidade do escoamento pela Equação 2 (Valor 10 pontos):
𝑄 = 𝑣𝐴
3. Cálculo do número de Reynolds pela Equação 1 (Valor 10 pontos):
𝑅𝑒 =𝑣𝐷𝜈
4. Obtenção do fator de atrito, através da Equação 3 para escoamento laminar ou
através da Equação 4 para escoamento turbulento. Apresente o resultado utilizando a tabela
em excel ou planilha google. (Valor 10 pontos):
𝑓 =64𝑅𝑒 ou1√𝑓= −2𝑙𝑜𝑔 (𝜀/𝐷3,7+2,51𝑅𝑒√𝑓)
5. Cálculo da perda de carga distribuída através da Equação 4 (Valor 10 pontos):
ℎ𝑑 = 𝑓𝐿𝑣²2𝐷𝑔
6. Apresente o resultado calculado e o resultado apresentado na bancada para
comparação e mostre o erro entre ambos resultados (Valor 10 pontos):
Você deverá entregar para correção este roteiro preenchido considerando os dados
conforme seu RU e seus respectivos cálculos.
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