Relatório de Aula Prática - FENOMENOS DE TRANSPORTE

Prévia do material em texto

<p>ALUNO: CARLOS EDUARDO LEITE DE SOUZA RA: 3481138404 CURSO: ENGENHARIA CIVIL</p><p>Relatório de Aula Prática - Fenômenos de Transporte</p><p>INTRODUÇÃO</p><p>Atividades práticas realizadas em ambiente virtual por meio de software da algetec laboratórios virtuais. No quais se teve a possibilidade de operar equipamentos de laboratório virtual para investigar os seguintes conceitos:</p><p>· AULA PRATICA 01 - VISCOSIMETRO DE STOKES: No viscosímetro de Stokes, também chamado viscosímetro de esfera, uma esfera é imersa em um tubo transparente vertical contendo o fluido e deixada cair livremente sob ação da gravidade.</p><p>· AULA PRATICA 02 - EXPERIMENTO DE REYNOLDS: O experimento de Reynolds foi realizado em 1883 por Osborne Reynolds e teve como objetivo observar o padrão de escoamento de água por um tubo de vidro, com o uso de um corante. O experimento permitiu a identificação de três regimes de escoamento: laminar, de transição e turbulento.</p><p>· AULA PRATICA 03 - PERDA DE CARGA DISTRIBUIDA: A perda de carga distribuída é um fenômeno que ocorre em tubulações quando um fluido escoa, devido ao atrito entre o fluido e a parede da tubulação. Ela acontece em trechos retos da tubulação e é menos significativa do que a perda de carga localizada.</p><p>· AULA PRATICA 04 - EXPERIMENTOS EM TROCADORES DE CALOR.</p><p>·</p><p>AULA PRATICA 01 – VISCOSIMETRO DE STOKES</p><p>Acessando o laboratório virtual algetec primeira coisa a ser feita foi acessar o sumario teórico, para darmos início a aula pratica dentro do laboratório virtual vamos acessar a área de experimento, para encontrar a velocidade de escoamento.</p><p>Realizando os experimentos vamos preencher as tabelas com a suas devidas informações.</p><p>Tubo com água</p><p>Diâmetro da esfera</p><p>Tempo de queda(s)</p><p>Media do tempo de queda (s)</p><p>Distância percorrida (m)</p><p>Velocidade media (m/s)</p><p>10mm</p><p>1,12s</p><p>1,13s</p><p>1,12s</p><p>1,12s</p><p>1,123s</p><p>0,9s</p><p>0,802</p><p>8mm</p><p>1,22s</p><p>1,25s</p><p>1,21s</p><p>1,24s</p><p>1,230s</p><p>0,9s</p><p>0,732</p><p>6mm</p><p>1,32s</p><p>1,33s</p><p>1,35s</p><p>1,38s</p><p>1,345s</p><p>0,9s</p><p>0,669</p><p>5mm</p><p>1,25s</p><p>1,27s</p><p>1,35s</p><p>1,31s</p><p>1,283s</p><p>0,9s</p><p>0,702</p><p>Tubo com óleo</p><p>Diâmetro da esfera</p><p>Tempo de queda(s)</p><p>Media do tempo de queda (s)</p><p>Distância percorrida (m)</p><p>Velocidade media (m/s)</p><p>10mm</p><p>1,32s</p><p>1,34s</p><p>1,37s</p><p>1,33s</p><p>1,340s</p><p>0,9s</p><p>0,672</p><p>8mm</p><p>1,55s</p><p>1,53s</p><p>1,56s</p><p>1,55s</p><p>1,548s</p><p>0,9s</p><p>0,582</p><p>6mm</p><p>1,89s</p><p>1,82s</p><p>1,89s</p><p>1,86s</p><p>1,865s</p><p>0,9s</p><p>0,483</p><p>5mm</p><p>2,20s</p><p>2,27s</p><p>2,26s</p><p>2,19s</p><p>2,230s</p><p>0,9s</p><p>0,404</p><p>Tubo com glicerina</p><p>Diâmetro da esfera</p><p>Tempo de queda(s)</p><p>Media do tempo de queda (s)</p><p>Distância percorrida (m)</p><p>Velocidade media (m/s)</p><p>10mm</p><p>3,95s</p><p>3,93s</p><p>3,93s</p><p>3,95s</p><p>3,940s</p><p>0,9s</p><p>0,228</p><p>8mm</p><p>5,48s</p><p>5,55s</p><p>5,54s</p><p>5,60s</p><p>5,593s</p><p>0,9s</p><p>0,162</p><p>6mm</p><p>8,99s</p><p>8,93s</p><p>8,92s</p><p>8,92s</p><p>8,938s</p><p>0,9s</p><p>0,101</p><p>5mm</p><p>12,36s</p><p>12,17s</p><p>12,12s</p><p>12,17s</p><p>12,205s</p><p>0,9s</p><p>0,074</p><p>Agora calcularemos e montaremos 3 tabelas com os resultados.</p><p>A formula a ser usada:</p><p>Fluido água:</p><p>10mm</p><p>µ = 2.(0,005)².9,81.(7.850 – 1.000) / 9.[1,239]</p><p>µ = 3,3599 / (9.1,239)</p><p>µ = 0,301 m²/s</p><p>8mm</p><p>µ = 2,150 / (9.1,051)</p><p>µ = 0,209 m²/s</p><p>6mm</p><p>µ = 1,209 / (9.0,888)</p><p>µ = 0,151 m²/s</p><p>5mm</p><p>µ = 0,840 / (9.0,893)</p><p>µ = 0,104 m²/s</p><p>Viscosidade cinemática</p><p>10mm</p><p>V = 0,301/1.000 = 0,000301 m²/s</p><p>8mm</p><p>V = 0,209/1.000 = 0,000209 m²/s</p><p>6mm</p><p>V = 0,151/1.000 = 0,000151 m²/s</p><p>5mm</p><p>V = 0,104/1.000 = 0,000104 m² /s</p><p>Erro relativo</p><p>10mm</p><p>ER = 30427,38</p><p>8mm</p><p>ER = 22922,31</p><p>6mm</p><p>ER = 15214,40</p><p>5mm</p><p>ER = 10447,66</p><p>Fluido: água</p><p>Diametro da esfera</p><p>Velocidade media</p><p>Velocidade corrigida</p><p>Viscosidade dinâmica</p><p>Viscosidade cinemática</p><p>Erro relativo</p><p>10mm</p><p>0,802s</p><p>1,239s</p><p>0,301s</p><p>0,000301s</p><p>30427,38</p><p>8mm</p><p>0,732s</p><p>1,051s</p><p>0,209s</p><p>0,000209s</p><p>22922,31</p><p>6mm</p><p>0,669s</p><p>0,888s</p><p>0,151s</p><p>0,000151s</p><p>15214,40</p><p>5mm</p><p>0,702s</p><p>0,893s</p><p>0,104s</p><p>0,000104s</p><p>10447,66</p><p>Fluido óleo:</p><p>10mm</p><p>µ = 2.(0,005)².9,81.(7.850 – 852) / 9.[1,038]</p><p>µ = 3,433 / (9.1,038)</p><p>µ = 0,367 m²/s</p><p>8mm</p><p>µ = 2,197 / (9.0,835)</p><p>µ = 0,292 m²/s</p><p>6mm</p><p>µ = 1,236 / (9.0,641)</p><p>µ = 0,214 m²/s</p><p>5mm</p><p>µ = 0,858 / (9.0,514)</p><p>µ = 0,186 m²/s</p><p>Viscosidade cinemática</p><p>10mm</p><p>V = 0,367/853 = 0,000431 m²/s</p><p>8mm</p><p>V = 0,292/853 = 0,000343 m²/s</p><p>6mm</p><p>V = 0,214/853 = 0,000252 m²/s</p><p>5mm</p><p>V = 0,186/853 = 0,000218 m²/s</p><p>Erro relativo</p><p>10mm</p><p>ER = 753,98</p><p>8mm</p><p>ER = 579,11</p><p>6mm</p><p>ER = 398,22</p><p>5mm</p><p>ER = 331,43</p><p>Fluido óleo</p><p>Diâmetro da esfera</p><p>Velocidade media</p><p>Velocidade corrigida</p><p>Viscosidade dinâmica</p><p>Viscosidade cinemática</p><p>Erro relativo</p><p>10mm</p><p>0,675s</p><p>1,038s</p><p>0,367s</p><p>0,000431s</p><p>753,98</p><p>8mm</p><p>0,582s</p><p>0,835s</p><p>0,292s</p><p>0,000343s</p><p>579,11</p><p>6mm</p><p>0,483s</p><p>0,641s</p><p>0,214s</p><p>0,000252s</p><p>398,22</p><p>5mm</p><p>0,404s</p><p>0,514s</p><p>0,186s</p><p>0,000218s</p><p>331,43</p><p>Fluido glicerina:</p><p>10mm</p><p>µ = 2.(0,005)².9,81.(7.850 – 1.250) / 9.[0,353]</p><p>µ = 3,237 / (9.0,353)</p><p>µ = 1,019 m²/s</p><p>8mm</p><p>µ = 2,072 / (9.0,233)</p><p>µ = 0,988 m²/s</p><p>6mm</p><p>µ = 1,165 / (9.0,134)</p><p>µ = 0,969 m²/s</p><p>5mm</p><p>µ = 0,809 / (9.0,094)</p><p>µ = 0,957 m²/s</p><p>´Viscosidade cinemática</p><p>10mm</p><p>V = 1,019/1.250 = 0,000815 m²/s</p><p>8mm</p><p>V = 0,988/1.250 = 0,000790 m²/s</p><p>6mm</p><p>V = 0,969/1.250 = 0,000775 m²/s</p><p>5mm</p><p>V = 0,957/853 = 0,000766 m²/s</p><p>Erro relativo</p><p>10mm</p><p>ER = 23,32</p><p>8mm</p><p>ER = 19,46</p><p>6mm</p><p>ER = 17,26</p><p>5mm</p><p>ER = 15,96</p><p>Fluido glicerina</p><p>Diâmetro da esfera</p><p>Velocidade media</p><p>Velocidade corrigida</p><p>Viscosidade dinâmica</p><p>Viscosidade cinemática</p><p>Erro relativo</p><p>10mm</p><p>0,228s</p><p>0,353s</p><p>1,019s</p><p>0,000815s</p><p>23,32</p><p>8mm</p><p>0,162s</p><p>0,233s</p><p>0,988s</p><p>0,000790s</p><p>19,46</p><p>6mm</p><p>0,100s</p><p>0,134s</p><p>0,969s</p><p>0,000775s</p><p>17,26</p><p>5mm</p><p>0,074s</p><p>0,094s</p><p>0,957s</p><p>0,000766s</p><p>15,97</p><p>AULA PRATICA 02 – EXPERIMENTO DE REYNOLDS</p><p>Acessando novamente o laboratório virtual – algetec, iremos compreender o experimento de Reynolds, onde identificaremos três tipos de escoamento laminar, transição e turbulento.</p><p>Foi verifica as válvulas e acordo com a tabela abaixo:</p><p>Com a válvula posicionada ao 40% aberta, habilitaremos as duas bomba e ligaremos no painel elétrico, observando o fluxo de água.</p><p>Com a válvula aberta nos 40% vimos a água correr suavemente, com uma aparência similar a uma fina barra lisa de vidro. Ao abrirmos completamente a válvula, um grande volume de água sai com um comportamento agitado e caótico. O primeiro tipo de escoamento é conhecido como laminar e o segundo como turbulento, após deixaremos o reservatório encher completamente.</p><p>Medindo a vazão: com 420ml, abrirmos a válvula 14 em 16% por 1 min e depois medimos novamente a quantidade, e o resultado foi de 335ml em 1 min</p><p>com a válvula 15 aberta e a 14 tivemos um escoamento de 355ml a 250ml.</p><p>Escoamento laminar é um regime de fluxo em que as partículas de um fluido se movem de forma ordenada, em linhas paralelas, ao longo de trajetórias bem definidas.</p><p>Um escoamento turbulento é caracterizado por um movimento caótico e aleatório das partículas de um fluido, com redemoinhos e turbulência.</p><p>AULA PRATICA 03 – PERDA DE CARGA DISTRIBUIDA</p><p>Acessando novamente o laboratório virtual, vamos posicionas as válvulas A1 e B2 abertas e A2 e B1 fechadas</p><p>Após isso, abriremos as válvulas, C2, V4, V5 e V6 e conectaremos as mangueiras logo isso, habilitaremos a bomba 2 e ligaremos o sistema para início do experimento.</p><p>Durante o experimento vamos anotar a vazão das 5 tubulações, PVC 32mm, PVC 25mm, COBRE 28mm e ACRILICO 25mm.</p><p>PVC 32mm</p><p>TEMPO</p><p>VAZÃO</p><p>20s</p><p>1800</p><p>40s</p><p>2500</p><p>55s</p><p>3000</p><p>85s</p><p>3900</p><p>110s</p><p>4600</p><p>PVC 25mm</p><p>TEMPO</p><p>VAZÃO</p><p>80s</p><p>1750</p><p>125s</p><p>2500</p><p>235s</p><p>3150</p><p>280s</p><p>3550</p><p>345s</p><p>4200</p><p>COBRE 28mm</p><p>TEMPO</p><p>VAZÃO</p><p>42s</p><p>1800</p><p>64s</p><p>2300</p><p>85s</p><p>2900</p><p>119s</p><p>4000</p><p>160s</p><p>4200</p><p>ACRILICO 25mm</p><p>TEMPO</p><p>VAZÃO</p><p>90s</p><p>1750</p><p>140s</p><p>2250</p><p>230s</p><p>2850</p><p>310s</p><p>3650</p><p>360s</p><p>3950</p><p>Quanto menores os diâmetros dos tubos menor é a perda, no entanto ao aumentar o diâmetro do tubo perdemos essa precisão e as perdas aumentam, o material do tubo desempenha um papel significativo devido a sua rugosidade, resultando em comportamento diferente na relação da vazão e perda para cada tipo de tubo.</p><p>AULA PRATICA 04 – EXPERIMENTOS EM TROCADORES DE CALOR</p><p>Novamente acessando o laboratório virtual ALGETEC, acessando a área de experimentos onde iremos realizar a atividade pratica da matéria.</p><p>Colocando</p><p>o trocador tubo concêntricos na bancada, ligamos o aquecedor ate alcançar a temperatura a 60°.</p><p>Ao atingir 60° o painel ira desligar automaticamente e iremos abrir as válvulas e ligar as bombas. Após isso iremos variar a vazão da bomba. Após observando a vazão concluímos que, afeta diretamente na transferência de calor pois um maios fluxo de fluido proporciona uma maior taxa de transferência de calo, ou seja quanto maior a vazão, mais rápido o fluido quente transfere o calor para o fluido frio.</p><p>As principais vantagens dos trocadores de calor, incluem a eficiência na transferência de calor entre os fluidos, possibilitando o controle de temperatura em processos industriais e sistemas de refrigeração. Eles também permitem a recuperação de calor em sistemas, reduzindo assim os custos operacionais e minimizando os impactos ambientais.</p><p>image5.png</p><p>image6.png</p><p>image7.png</p><p>image8.png</p><p>image9.png</p><p>image10.png</p><p>image11.png</p><p>image12.png</p><p>image1.png</p><p>image2.png</p><p>image3.png</p><p>image4.png</p>