Fenomenos de transporte

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SISTEMA DE ENSINO 100% ON LINE. 
CURSO SUPERIOR DE ENGENHARIA AMBIENTAL 
BACHARELADO 
 
UNIDADE JACAREPAGUÁ RJ 
 
FILIPE SANTOS FERNANDES 
RA: 3664672703 
 
PROFESSOR: EDUARDO FERRACIN MOREIRA 
 
 
 
 
 
RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA: VISCOSÍMETRO DE STOKES 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FILIPE SANTOS FERNANDES 
 
RIO DE JANEIRO-RJ 
2024 
 
 
 
FILIPE SANTOS FERNANDES 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA: VISCOSÍMETRO DE STOKES 
 
 
 
 
 
 
Trabalho apresentado ao curso de Engenharia 
Ambiental da UNOPAR. 
Disciplina: Fenômenos de Transporte 
Tutor (a): Tatiana Peres Vanzella Schreiner 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RIO DE JANEIRO-RJ 
2024 
 
 
SUMÁRIO 
 
 
 
 
 
INTRODUÇÃO 3 
METODOLOGIA 4 
RESULTADOS E DISCUSSÕES 5 
CONCLUSÃO 7 
REFERÊNCIAS 8 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
INTRODUÇÃO 
Este laboratório virtual realiza um estudo sobre a viscosidade, uma propriedade dos 
fluidos de grande importância para diversos setores da engenharia e indústria. A análise e 
manipulação da viscosidade de fluidos possibilita a criação de produtos que atendem as 
necessidades do mercado. O Viscosímetro de Stokes é um dos métodos para encontrar a 
viscosidade dos fluidos, possibilitando a realização de diversas medidas e cálculos que 
reforçam os conceitos teóricos aprendidos na sala de aula. Como parte das atividades deste 
laboratório, iremos realizar a análise do deslocamento de esferas metálicas com diferentes 
diâmetros, quando imersas em fluidos com viscosidade diferentes. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1- METODOLOGIA: 
 
O software com a bancada de Viscosímetro de Stokes consiste em três tubos acrílicos, 
com escala em milímetros, e cada tubo contém um determinado líquido (água, óleo 5W20 e 
glicerina). Também serão fornecidas bolas metálicas de diversos diâmetros, equipamentos 
para manuseio das bolas e cronometro. 
Tubos de acrílico: Cada tubo é feito de acrílico cristal e possui uma escala de 0 a 900 
mm para auxiliar nas medições. Uma tampa é disponibilizada para cada um deles, com 
o objetivo de evitar a contaminação dos fluidos. Uma estrutura de suporte fornece apoio 
aos tubos e garante a estabilidade do sistema. 
Esferas metálicas: Conjunto de esferas compostas por um material com densidade 
conhecida e que são utilizadas como corpo prova no experimento. As esferas serão 
abandonadas do repouso, descrevendo o movimento de queda livre enquanto escoam 
nos fluidos considerados. 
Imã de Neodímio: São utilizados para retirar as esferas metálicas do fundo dos tubos de 
acrílico, permitindo que elas sejam removidas ocasionando o mínimo de contato com o 
fluido. 
Cronometro: Ferramenta utilizada para realizar a contagem de tempo de acordo com o 
comendo fornecido pelo usuário. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2- RESULTADOS E DISCUSSÕES: 
As tabelas abaixo representam os dados coletados no laboratório virtual, realizado na 
pratica de análise dos fluidos água, óleo 5W20 e glicerina. 
 
 
 
Na coleta dos dados acima, passamos para a próxima fase onde buscamos outros 
resultados como velocidade corrigida, viscosidade dinâmica, cinemática e o erro de 
porcentual. 
 
 
 
 
Perguntas: 
1) Compare os valores encontrados para viscosidade cinemática de forma experimental 
com o valor da viscosidade cinemática real. Os valores encontrados podem ser 
utilizados para representar viscosidade cinemática da água? Justifique. 
Resposta: Não, pois o experimento encontra se fora dos parâmetros definidos por Stokes e 
apresentam valores muito diferentes. 
2) Quais são as principais fontes de erros para esse experimento? 
Resposta: Cronometragem do tempo de queda, distancia total percorrida, tendo em vista que a 
esfera inicia a queda antes da marcação “zero” do tubo e, portanto, mascara o tempo de queda 
e em consequência disso os demais valores obtidos através desses dados experimento. 
 
 
 
 
3- CONCLUSÃO: 
Após a pratica no Viscosímetro de Stokes, foi possível notar, que determinadas esferas 
de diâmetros diferente em diferentes tipos de fluidos, possuem reações diferentes, assim como 
foi analisado nos cálculos feitos. Assim nos dando uma visão de como funciona o processo de 
análise de fluidos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4- REFERÊNCIAS: 
ALGETEC. Roteiro de Experimentos: Determinação da Viscosidade de Fluidos. 
ALGETEC. Sumário Teórico: Determinação da Viscosidade de Fluidos. 
https://www.virtuaslab.net/ualabs/110/5f70f5e071935.html 
https://www.cidepe.com.br/index.php/br/produtos-interna/viscosimetro-de-stokes-baixo-
multicronometro-digital-5-sensores-2-tubos/EQ124R 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SISTEMA DE ENSINO 100% ON LINE. 
CURSO SUPERIOR DE ENGENHARIA AMBIENTAL 
BACHARELADO 
 
UNIDADE JACAREPAGUÁ RJ 
 
FILIPE SANTOS FERNANDES 
RA: 3664672703 
 
PROFESSOR: EDUARDO FERRACIN MOREIRA 
 
 
 
 
RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA: PERDA DE CARGA DISTRIBUÍDA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FILIPE SANTOS FERNANDES 
 
 
RIO DE JANEIRO-RJ 
2024 
 
 
 
FILIPE SANTOS FERNANDES 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA: PERDA DE CARGA DISTRIBUÍDA 
 
 
 
 
 
 
Trabalho apresentado ao curso de Engenharia 
Ambiental da UNOPAR. 
Disciplina: Fenômenos de Transporte 
Tutor (a): Tatiana Peres Vanzella Schreiner 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RIO DE JANEIRO-RJ 
2024 
 
 
SUMÁRIO 
 
 
 
 
 
INTRODUÇÃO 3 
1-OBJETIVO 4 
2-EQUIPAMENTOS 4 
3-METODOLOGIA EXPERIMENTAL 4 
4-AVALIANDO OS RESULTADOS ENCONTRADOS 5 
CONCLUSÃO 9 
REFRÊNCIAS 10
 
INTRODUÇÃO 
O estudo dos Fenômenos de transporte tem se tornado cada vez mais importante, 
principalmente por conta do crescimento populacional e necessidade de construção de grandes 
sistemas de distribuição de água, além do avanço da automação na indústria, que demanda um 
conhecimento mais apurado dos paramentos pertinentes de um sistema hidráulico. 
Devido a viscosidade do fluido e seu atrito com as paredes internas da tubulação, há 
uma transformação contínua de energia de pressão em energia térmica e sonora entre duas 
seções de um tubo, durante o escoamento. Essa dissipação de energia mecânica é chamada de 
perda de carga. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1- OBJETIVOS: 
 Levantamento das perdas de carga em função da vazão para diferentes 
tubulações. 
 Levantamento de gráficos. 
 
2- EQUIPAMENTOS: 
 Tubulação de PVC 32mm 
 Tubulação de PVC 25 mm 
 Tubulação de Cobre 28 mm 
 Tubulação de Acrílico 25 mm 
 Manômetro em U 
 Rotâmetro 
 Válvulas 
 Quadro elétrico 
 Bombas. 
 
3- METODOLOGIA EXPERIMENTAL 
Perda de carga: 
Passo 1: Posiciona as válvulas na seguinte posição: Válvulas A1 e B2 abertas e Válvulas 
B1 e A2 fechadas. 
Passo 2: Configure as válvulas correspondentes a linha que deseja realizar o 
experimento. As configurações de cada linha estão disponíveis abaixo: 
Linha 1- Tubo de PVC 32 mm 
 Válvulas abertas: C2, V03 
 Válvulas fechadas: V04, V05, V06, V07, V08, V09, V10, V11 
Linha 2- Tubo de PVC 25 mm 
 Válvulas abertas: C2, V04 
 Válvulas fechadas: V03, V05, V06, V07, V08, V09, V10, V11 
Linha 3 – Tubo de Cobre 28 mm 
 Válvulas abertas: C02, V05 
 Válvulas fechadas: V03, V04, V06, V07, V08, V09, V10, V11 
Linha 4- Tubo de Acrílico 25 mm 
 Válvulas abertas: C02, V06 
 
 
 Válvulas fechadas: V03, V04, V05,V07, V08, V09, V10, V11 
Passo 3: Conecte as mangueiras de tomada de pressão na linha a qual o experimento 
será realizado; 
Passo 4: Mantenha o botão de emergência desativado. Habilite a bomba 2. Posicione o 
potenciômetro de vazão no centro da sua escala. Ligue o sistema. 
Passo 5: Varie a vazão utilizando o potenciômetro e anote-a, assim como a perda de 
carga correspondente. Você precisará de cinco pontos. Calcule o desvio em relação às perdas 
de cargas obtidas teoricamente. 
 
4- AVALIANDO OS RESULTADOS ENCONTRADOS: 
 
 
 
 
Gráficos: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Quais são as principais fontes de erros para este experimento? A discrepância foi grande 
entre os valores teóricos e experimentais? 
R: A principal fonte de erro foi a forma de escoamento, por todas serem turbulentas 
os cálculos tiveram erros discrepantes com relação a perda calculada. 
 
 
 Analise os dados para cada tubulação e responda. Qual a influência do diâmetro da 
tubulação, do material e da vazão na perda de carga distribuída? 
R: Quanto maior a tubulação, maior a vazão e perdas, também são maiores os erros 
das perdas calculada. O material vai alterar o formato do gráfico, deixando de ser 
linear quando se despreza a rugosidade para um gráfico mais curvo, quanto maior a 
rugosidade, mais é afetada a linearidade das perdas percebidas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CONCLUSÃO 
Quanto menores os diâmetros dos tubos, menor é a perda e o erro entre o cálculo e 
realidade das perdas distribuídas, ao aumentarmos o diâmetro do tubo perdemos essa 
assertividade, além de aumentarem as perdas. O material do tubo tem influência direta devido 
a sua rugosidade, dando assim até mesmo comportamentos diferentes para a relação vazão x 
perdas para cada tipo de tubo. O fato do escoamento ser turbulento afeta bastante os cálculos e 
a precisão. 
 
 
 
 
REFERÊNCIAS 
 
ALGETEC- Roteiro de Experimentos: Perda de Carga Distribuída 
 
ALGETEC- Sumário Teórico: Perda de carga distribuída 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SISTEMA DE ENSINO 100% ON LINE. 
CURSO SUPERIOR DE ENGENHARIA AMBIENTAL 
BACHARELADO 
 
UNIDADE JACAREPAGUÁ RJ 
 
FILIPE SANTOS FERNANDES 
RA: 3664672703 
 
PROFESSOR: EDUARDO FERRACIN MOREIRA 
 
 
 
 
 
RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA: EXPERIMENTO DE REYNOLDS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FILIPE SANTOS FERNANDES 
 
 
RIO DE JANEIRO-RJ 
2024 
 
 
 
FILIPE SANTOS FERNANDES 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA: EXPERIMENTO DE REYNOLDS 
 
 
 
 
 
 
Trabalho apresentado ao curso de Engenharia 
Ambiental da UNOPAR. 
Disciplina: Fenômenos de Transporte 
Tutor (a): Tatiana Peres Vanzella Schreiner 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RIO DE JANEIRO-RJ 
 
2024 
 
 
SUMÁRIO 
 
 
 
 
 
INTRODUÇÃO 3 
1-DESENVOLVIMENTO 4 
2-OBJETIVOS 4 
3-MATERIAS E MÉTODOS 4 
4-RESULTADOS E DISCUSSÕES 6 
CONCLUSÃO 7 
REFRÊNCIAS 8 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
INTRODUÇÃO 
O número de Reynolds, demonstrado em 1983 por Osborne Reynolds (1842-1912) é 
uma expressão que permite dizer o tipo de um escoamento de um fluido. A expressão pode ser 
encontrada por meio da experiência feita por Reynolds em que um tubo transparente é ligado 
a um reservatório com água, onde no final ele se encontra uma válvula que controla a 
velocidade de descarga da água. É injetado corante, para assim analisar o comportamento do 
mesmo ao longo do tubo. Quando a válvula de descarga é pouco aberta e a velocidade da água 
é pequena, pode se notar que o corante assume um comportamento onde as partículas escoam 
continuamente em linha reta, pois não existe agitação transversal. No entanto esse 
comportamento se altera ao abrir um pouco mais a válvula, formando pequenas ondulações 
formadas por agitações transversais do fluido até o corante desaparecer por diluição. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1- DESENVOLVIMENTO: 
Através da experiência de Reynolds foi possível determinar dois tipos de escoamento, 
os escoamentos laminar e turbulento, onde entre eles se caracteriza um escoamento de 
transição. O escoamento laminar é aquele em que as partículas se descolam em laminas 
individualizadas, sem trocas de massa entre elas. Já o escoamento turbulento é aquele em que 
as partículas apresentam um movimento aleatório microscópico, isto é, a velocidade apresenta 
componentes transversais ao movimento geral do conjunto do fluido. (BRUNETTI, 2008). 
Pela expressão matemática então, pode se encontrar os valores de escoamento, que em 
tubos são: escoamento laminar – Re 2.400 
 
 
 
2- OBJETIVOS: 
 Verificar se o número de Reynolds, no experimento, equivale com o número 
apresentado na teoria. 
 
3- MATERIAS E MÉTODOS: 
Os materiais utilizados para o experimento de Reynolds foram: 
 Reservatório de 20 litros 
 Tubo de vidro com diâmetro de 15 mm 
 Recipiente graduado 
 Agulha dosadora de corante 
 Corante azul de Metileno 
Para obter o número de Reynolds foi feita a pratica onde o tubo de vidro é ligado a um 
reservatório de 20 litros, onde uma válvula permite controlar a velocidade em que se dá a 
vazão da água. A agulha dosadora de corante se localiza em um ponto onde a velocidade da 
vazão é constante, ou seja, distante do começo do tubo de vidro. 
Quando o reservatório de corante azul de Metileno com um cronometro até que 
chegasse a um volume de 200ml. Essa observação foi realizada para os três tipos de regime: 
laminar, transição e turbulento. 
A partir dos dados observados foi possível calcular o número de Reynolds para cada 
tipo de escoamento, utilizando a seguinte expressão matemática: 
 
 
 
 
4- RESULTADOS E DISCUSSÃO 
Com base nos cálculos realizados foram obtidos os seguintes resultados apresentados 
na tabela Tipos de Escoamentos: 
 
Comparando os resultados da teoria houve uma alteração em relação ao regime de 
transição, isso pode ocorrer porque no movimento o tubo de vidro apresentava uma pequena 
inclinação que pode ter alterado a velocidade com que se dava a vazão, e assim, provocando a 
variação no número de Reynolds. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CONCLUSÃO 
Com este experimento foi possível verificar que apesar de um dos tipos de escoamento 
não ter sido equivalente com a teoria, os demais tipos de escoamento seguiram equivalentes. 
Isto demonstra que é possível comprovar na prática laboratorial as teorias aprendidas em sala 
aula, mesmo com os erros oprecaionais. 
 
 
 
REFERÊNCIAS 
BRUNETTI, Franco. Mecânica dos fluídos. 2° Edição revisada. São Paulo: Pearson 
Prentice Hall, 2008