_Laboratório 2 - Perfil

Prévia do material em texto

<p>HID006 – Hidráulica – Prática – T02</p><p>MEDIÇÃO DO PERFIL DE VELOCIDADES EM TUBO</p><p>PRESSURIZADO - LHDC</p><p>Ana Flávia de Oliveira Carvalho-2022005885</p><p>Joyce Eduarda Maia Da Costa-2020026492</p><p>Larissa Carneiro De Andrade-2021002771</p><p>Lívia Antenor Junqueira Nunes-2022005160</p><p>Maria Eduarda Pagano Bozeli-2022014703</p><p>Ensaio: 17/09/2024</p><p>Entrega: 01/10/2024</p><p>Itajubá – MG</p><p>2024</p><p>HID006 – Hidráulica – Prática – T02</p><p>MEDIÇÃO DO PERFIL DE VELOCIDADES EM TUBO</p><p>PRESSURIZADO - LHDC</p><p>Trabalho submetido ao Professor Prof. Dr. Oswaldo</p><p>Honorato de Souza Junior como requisito parcial para</p><p>aprovação na disciplina Hidráulica - Prática (HID006.2) da</p><p>Universidade Federal de Itajubá – Unifei.</p><p>Itajubá – MG</p><p>2024</p><p>SUMÁRIO</p><p>1. Objetivos 4</p><p>2. Procedimento Operacional 6</p><p>3. Instrumentação 6</p><p>4. Memorial de Cálculo para Obtenção das Grandezas 8</p><p>5.1 Introdução 8</p><p>5.2 Dados iniciais 8</p><p>5.2.1 Determinação do coeficiente de correção do pitot Cole 8</p><p>5.2.2 Determinação do tipo de escoamento na seção do pitot Cole 8</p><p>5.2.3 Determinação do número de Reynolds na seção 8</p><p>5.2.4 Determinação do perfil de velocidade 9</p><p>5.2.5 Determinação da vazão 9</p><p>5. Resultados 9</p><p>6. Análise dos Resultados e Conclusões 11</p><p>7. Referências 12</p><p>1. Objetivos</p><p>Este relatório visa determinar o perfil de velocidade e a vazão em um tubo pressurizado. A</p><p>partir dos dados obtidos, serão realizados cálculos que irão permitir observar o regime do fluxo.</p><p>2. Procedimento Operacional</p><p>O experimento foi realizado utilizando uma tubulação pressurizada conectada a uma bomba</p><p>para controlar o fluxo de água. A medição das velocidades foi realizada ao longo da seção</p><p>transversal do tubo, utilizando um Tubo de Pitot. Após ligar a bomba, o técnico do laboratório</p><p>posicionou o tubo de Pitot próximo à parede interna da tubulação e foi realizada a medição da</p><p>primeira pressão, após anotar os valores, foi mudado a posição do tubo para aumentar o diâmetro</p><p>para a nova medição. E após isso foi repetido 11 vezes, até o diâmetro 0,187m.</p><p>3. Instrumentação</p><p>Para este experimento foi utilizado:</p><p>● Bomba</p><p>● Manômetro em U invertido</p><p>● Manômetro em U de coluna Venturi</p><p>● Tubo medidor Pitot</p><p>Figura 1: Manômetro em U invertido</p><p>Fonte: Autoria própria</p><p>Figura 2:Manômetro em U de Coluna Venturi</p><p>Fonte: Autoria própria</p><p>4. Memorial de Cálculo para Obtenção das Grandezas</p><p>5.1 Introdução</p><p>Com base nas observações realizadas durante o experimento, foi obtido diferença de pressão no</p><p>venturi, uma única vez, enquanto do pitot cole obteve os dados em 11 diferentes pontos internos. O</p><p>diâmetro da tubulação foi fornecido pelo professor. A seguir serão apresentadas as equações utilizadas</p><p>para os cálculos correspondentes ao experimento.</p><p>5.2 Dados iniciais</p><p>5.2.1 Determinação do coeficiente de correção do pitot Cole</p><p>Em que:</p><p>● Δh - diferença de pressão nos manômetros diferenciais de ambos os pitots.</p><p>5.2.2 Determinação do tipo de escoamento na seção do pitot Cole</p><p>Em que:</p><p>● ΔHv [m] - Diferença de nível do manômetro de Coluna Venturi;</p><p>● Q [m³/s] – Vazão do Venturi.</p><p>5.2.3 Determinação do número de Reynolds na seção</p><p>Em que:</p><p>● V é a velocidade do fluxo (m/s);</p><p>● D é o diâmetro da tubulação (m);</p><p>● ρ massa específica do fluido (kg / m 3 );</p><p>● μ viscosidade dinâmica (Pa.s).</p><p>5.2.4 Determinação do perfil de velocidade</p><p>Em que:</p><p>● Kcole - coeficiente de pitot Cole;</p><p>● Δh - diferença de pressão;</p><p>● g - gravidade 9,81 m/s²</p><p>5.2.5 Determinação da vazão</p><p>Em que:</p><p>● V - velocidade (m/s)</p><p>● A - área da seção da tubulação (m²)</p><p>5. Resultados</p><p>A partir do experimento realizado presencialmente obteve-se os dados abaixo.</p><p>Fonte: Autoria Própria</p><p>Com os dados obtidos da diferença de pressão medidas no centro do tubo, determinou-se o coeficiente</p><p>de correção do pitot cole (K cole)</p><p>Fonte: Autoria Própria</p><p>Logo em seguida, calculou-se a velocidade nos 11 diferentes pontos da tubulação, ao longo do</p><p>diâmetro, além da área do perfil de velocidade que obtemos utilizando o método dos trapézios com a</p><p>referência do perfil.</p><p>Fonte: Autoria Própria</p><p>Fonte: Autoria Própria</p><p>Com o valor calculado a partir da área total, foi possível obter a velocidade média, através da seguinte</p><p>equação:</p><p>Área total = Vméd * D</p><p>Em que:</p><p>● Vmed - velocidade média do perfil</p><p>● D - diâmetro da tubulação</p><p>Fonte: Autoria Própria</p><p>A partir da velocidade média foi possível obter a vazão de Pitot cole e do venturi, a fim de comparar os</p><p>dois resultados, visto que, consideramos a vazão do venturi como a ideal (100%).</p><p>Fonte: Autoria Própria</p><p>Fonte: Autoria Própria</p><p>Ao final, foi calculado o número de Reynolds na seção onde está instalado o pitot cole, a fim de analisar</p><p>se o escoamento na tubulação é laminar, de transição ou turbulento.</p><p>Fonte: Autoria Própria</p><p>6. Análise dos Resultados e Conclusões</p><p>Com a análise dos valores obtidos pelo perfil teórico, a curva apresentada se assemelha com a curva</p><p>de escoamento turbulento.. Além da semelhança apresentada, com o número de Reynolds calculado no</p><p>experimento podemos concluir que o escoamento analisado era turbulento, pois encontra-se acima de 4000.</p><p>A vazão encontrada pela análise do perfil de velocidade apresentou valor aproximado do valor</p><p>encontrado pelo tubo de Venturi, com uma diferença de 0,01, portanto, podemos concluir que o</p><p>experimento e a sua análise mostram a precisão dos resultados obtidos. Essa diferença pode ser devido ao</p><p>medidor de Venturi apresentar melhor desempenho quando comparado aos seus similares na categoria de</p><p>medidores de obstrução, uma vez que provoca menor perda de carga permanente na medida. A diferença</p><p>também pode ser causada pela discordância quando realizaram a leitura das medidas dos tubos.</p><p>Assim, conclui-se que o experimento alcançou resultados satisfatórios, devido ao traçado do perfil</p><p>de velocidades, a pequena diferença nos valores das vazões obtidas e através do número de Reynolds.</p><p>7. Referências</p><p>H Souza Jr, Oswaldo. Escoamento em Condutos Forçados. 20 ago. 2024. Apresentação do</p><p>Power Point. Disponível</p><p>em:www.HID_006_-_Escoamento_em_Condutos_Osw_civil_2s_2024_v4%20(1).pdf.</p><p>Acesso em 06 set. 2024.</p>