Relatório de Aula Prática - Fenômenos de Transporte

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RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA 
FENÔMENOS DE TRANSPORTE 
 RA: 3656825703 Aluno: Paulo Roberto Nascente 
Professor: Profº Eduardo Ferracin Moreira 
Disciplina: Fenômenos de transporte 
Data: 02/11/2024 
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Portfólio de Fenômenos de Transporte 
Roteiro de Aula Prática 1 
Unidade: 1 
Aula (White Label)/Seção (KLS): Estática dos fluidos/ Seção 2 - Viscosímetro de 
Stokes 
Resultado: Aluno, você deverá entregar: 
ocê deverá entre ar um documento forma1o docx contendo as tabelas com os resultados 
obtidos no experimento. os prints de tela com a sequência do experimento e as respostas as 
seguintes perguntas: 
l) Compare os valores encontrados para a viscosidade cinemática de forma experimental
com o valor da viscosidade cinemática real. Os valores encontrados podem ser
utilizados para representar a viscosidade cinemática da água? Justifique ..
2) Quais são as principais fontes de erros para este experimento? 1
Para calcular a viscosidade dinâmica neste experimento foi utilizada a equação 1: 
(equação 1) 
Os dados necessários para aplicar a equação 1 são apresentados abaixo: 
pfluido Água 1000 kg/m3 
pfluido Óleo 852 kg/m3 
pfluido 
Glicerina 
pesfera 
g 
1250 
7850 
9,81 
kg/m3 
kg/m3 
m/s2 
Os valores reais da viscosidade cinemática dos fluidos utilizados neste experimento são: 
• A viscosidade cinemática da água é de 9,86 x 10-7 m2/s.
• A viscosidade cinemática do óleo 5W20 é de 5,05 x 10-5 m2/s.
• A viscosidade cinemática da glicerina é de 6,61 x 10-4 m2/s.
O erro relativo percentual pode ser encontrado utilizando a equação 2. 
valar experimental - alor real 
�rro Rela iva = 
l l 
x 100 
va or rea. (equação 2) 
Sendo a viscosidade cinemática definida pela equação 3. 
(equação 3) 
A equação 4 apresenta o cálculo da velocidade corrigida. 
Vcim- = [1 2,4 x· (r/R) x V (equação 4) 
O valor de R (raio interno do tubo) foi considerado sendo igual a 22 milímetros. 
As tabelas de 1 a 6 apresentam os resultados do experimento. 
Fluido: Água 
Tubo com Água 
Média 
Diâmetro 
do 
Distância Velocidade 
da Esfera Tempo de queda (s) 
Tempo 
Percorrida Média 
de 
(m) queda (m) (m/s)
Velocidade Velocidade 
Viscosidade Viscosidade 
Erro 
Média Corrigida 
Dinâmica Cinemática 
Relativo 
(m/s) (m/s) Percentual 
1,1803 2,2876 0,6528 0,00065277 66104,01% 
(s) 
0,01 0,76 0,76 0,77 0,76 0,7625 0,9 1,1803 
1,0588 1,9241 0,4967 0,00049672 50276,80% 
0,008 0,85 0,85 0,85 0,85 0,8500 0,9 1,0588 0,9424 1,6168 0,3325 0,00033249 33621,21% 
0,006 0,96 0,95 0,95 0,96 0,9550 0,9 0,9424 0,9000 1,4909 0,2504 0,0002504 25295,63% 
0,005 1,00 1,00 1,00 1,00 1,0000 0,9 0,9000 
Tabela 2: Dados para Análise da água. 
Tabela 1 - Dados experimentais da água. 
Fluido: Óleo 5W20 Tubo com Óleo 5W20 
Média 
Velocidade Velocidade 
Viscosidade Viscosidade 
Erro 
Média Corrigida 
Dinâmica Cinemática 
Relativo 
(m/s) (m/s) Percentual 
Diâmetro da 
do 
Distância Velocidade 
Esfera Tempo de queda (s) 
Tempo 
Percorrida Média 
de 
(m) queda (m) (m/s)
0,9114 1,9942 0,7650 0,00089787 1677,95% (s) 
0,8392 1,7324 0,5636 0,000661505 1209,91% 0,9 0,9 
0,5892 1,3857 0,3963 0,0004652 821,18% 
0,01 8 0,99 9 0,99 0,9875 0,9 0,9114 
0,4706 1,2567 0,3035 0,00035621 605,36% 
0,008 1,0 1,08 1,0 1,06 1,0725 0,9 0,8392 
8 7 
Tabela 4: Dados para Análise do óleo 5W20. 
1,5 1,5 
0,006 4 1,52 2 1,53 1,5275 0,9 0,5892 
1,9 1,9 
0,005 o 1,93 1 1,91 1,9125 0,9 0,4706 
Tabela 3 -Dados experimentais do óleo 5W20. 
Fluido: Glicerina 
Velocidade Velocidade 
Viscosidade Viscosidade 
Erro 
Média Corrigida 
Dinâmica Cinemática 
Relativo 
(m/s) (m/s) Percentual 
Tubo com Glicerina 
Média 
Diâmetr do 
o da Tempo Distância Velocidade 
Esfera 
Tempo de queda (s) de Percorrida Média 
(m) queda (m) (m/s)
(s) 
0,01 3,61 3,59 3,61 3,60 3,6025 0,9 0,2498 
0,008 5,38 5,4 5,38 5,38 5,3850 0,9 0,1671 
0,006 8,77 8,77 8,80 8,78 8,7800 0,9 0,1025 
0,005 12,01 12,02 12,00 12,01 12,0100 0,9 0,0749 
Tabela 5 - Dados experimentais da glicerina. 
0,2498 1,2725 1,1307 0,00090452 36,84% 
0,1671 1,1459 0,8036 0,00064289 -2,74%
0,1025 1,0671 0,4854 0,00038832 -41,25%
0,0749 1,0409 0,3456 0,00027646 -58,18%
Tabela 6: Dados para Análise da glicerina. 
A seguir são apresentadas as capturas realizadas durante o experimento. A figura 1 apresenta as 
capturas realizadas durante os experimentos realizados com o fluido água. 
a) Início do teste cronometro zerado. b) Tempo para a esfera de 10 mm. c) Tempo para a esfera de 8 mm.
d) Tempo para a esfera de 6 mm. e) Tempo para a esfera de 5 mm. f) Margem de erro de cronometragem.
Figura 1: Capturas dos resultados experimentais - Fluido água. 
A figura 2 apresenta as capturas realizadas durante os experimentos realizados com o fluido óleo. 
d) Tempo para a esfera de 6 mm. e) Tempo para a esfera de 5 mm. f) Margem de erro de cronometragem.
Figura 2: Capturas dos resultados experimentais - Fluido óleo. 
A figura 3 apresenta as capturas realizadas durante os experimentos realizados com o fluido 
glicerina. 
a) Início do teste cronometro zerado. b) Tempo para a esfera de 10 mm. c) Tempo para a esfera de 8 mm.
d) Tempo para a esfera de 6 mm. e) Tempo para a esfera de 5 mm. f) Margem de erro de cronometragem. 
Figura 3: Capturas dos resultados experimentais - Fluido glicerina. 
Analisando os resultados experimentais apresentados na tabela 2 é possível identificar que os 
valores encontrados para a viscosidade cinemática da água são discrepantes em relação à 
viscosidade cinemática real desse fluido, não podendo assim serem considerados. Essa 
discrepância pode estar relacionada a falta precisão do método de coleta de dados do tempo de 
deslocamento da esfera. A imprecisão na tomada de tempo pode ser percebida em relação ao 
instante inicial do experimento, onde o cronometro é disparado antes da esfera passar pelo "zero" 
da graduação do tubo, conforme pode ser vista na figura 1.f), assim como, não é possível pausar o 
cronometro no mesmo instante de tempo em que a esfera chega ao fundo do tubo. 
Assim, é possível afirmar que as principais fontes de erro observadas nesse experimento são 
oriundas de erros de medição na tomada de tempo manual e imprecisão do simulador que pode 
não fornecer as condições reais e fisicas para o experimento. 
Roteiro de Aula Prática 2 
Unidade: 1 
Aula (White Label)/Seção (KLS): Cinemática dos fluidos/ Seção 3 - Experimento de 
Reynolds 
Resultados da aula prática: Aluno, você deverá entregar: 
Você deverá entregar um documento (formato docx) com os prints de tela com a sequência do 
experimento e as respostas as seguintes perguntas: 
l ) A partir dos dados obtidos no laboratório, determine a vazão do sistema. 
2) Qual o regime de escoamento observado no experimento?
A tabela 1 apresenta os dados coletados durante o experimento de vazão. 
Tabela 1: Dados experimentais. 
Dados reservatório Inicial Final 
Largura: 320 mm 320 mm 
Altura: 474 mm 474 mm 
Comprimento: 400 mm 400 mm 
Nível de líquido: 440 mm 342 mm 
Volume do tanque: 60,672 Litros 60,672 Litros 
Volume líquido: 56,320 Litros 43,776 Litros 
Volume escoado: 12,544 Litros 
Tempo de escoamento: 60 s 
Vazão para válvula em 8%: 0,21 1/s 
A figura 1 apresenta as capturas de telas durante a realização do experimento de teste de vazão. 
a) Início do teste com cronometro zerado e nível do tanque de medição
em440mm. 
b) Fim do teste com cronometro em 60 segundos e nível do tanque de 
medição em 342 mm, válvula com 16% de abertura. 
Figura 1: Capturas realizadas durante a realização do experimento. 
A figura 2 apresenta o regime de escoamento observado durante a abertura da válvula do corante, 
onde é possível observar um fluxo turbulento, pois o escoamento não ocorre em lâminas, tendo 
uma trajetória não definida ou desordenada. 
Figura 2: Regime de escoamento turbulento. 
Roteiro de Aula Prática 3 
Unidade: 2 
Aula (White Label)/Seção (KLS):Perda de Carga em um Escoamento Interno/ Seção 3 - Perda de 
Carga Distribuída 
Resultados da aula prátjca; Aluno, você deverá entregar: 
!Você deverá entregar um documento (formato docx) contendo: 
1) O cálculo da perda de carga utilizando o DIAGRAMA DE MOODY (teórico) 
2) O cálculo do desvio relativo em relação ás perdas de carga obtidas teoricamente e a lida 
no manômetro U no experimento. 
3) Quais são as principais fontes de erros para este experimento? A discrepância foi 
grande entre os valores teóricos e experimentais? Para os cálculos, considere que a 
distância entre os pontos de tomada de pressão é de um metro em qualquer uma das 
linhas. 
4) Qual a influência do diâmetro da tubulação, do material e da vazão na perda de carga
distribuída? plote os valores de Vazão x Perda de Carga utilizando um software gráfico
para realizar esta análisej 
A tabela 1 apresenta o cálculo da perda teórico de carga utilizando o diagrama de Moody. 
Perda de Carga pelo Diagrama de MOODY 
Material 0(m) L(m) g (m/s2) V (m/s) Re Escoamento f Hc(mmca) 
0,333 10635 Turbulento 0,031 5,51 
0,528 16838 Turbulento 0,028 12,32 
PVC 0,032 0,694 22156 Turbulento 0,026 19,92 
0,972 31018 Turbulento 0,024 35,89 
1,250 39880 Turbulento 0,022 55,72 
0,278 6923,7 Turbulento 0,035 5,46 
0,500 12463 Turbulento 0,030 15,26 
PVC 0,025 0,694 17309 Turbulento 0,028 27,12 
0,972 24233 Turbulento 0,025 48,87 
1,139 28387 Turbulento 0,024 64,46 
1 9,81 
0,278 7754,5 Turbulento 0,034 4,74 
0,417 11632 Turbulento 0,030 9,63 
Cobre 0,028 0,611 17060 Turbulento 0,028 18,82 
0,972 27141 Turbulento 0,025 42,41 
1,167 32569 Turbulento 0,024 58,35 
0,278 6923,7 Turbulento 0,035 5,46 
0,389 9693,1 Turbulento 0,032 9,83 
Acrílico 0,025 0,611 15232 Turbulento 0,028 21,68 
0,833 20771 Turbulento 0,026 37,31 
1,000 24925 Turbulento 0,025 51,34 
A tabela 2 apresenta o cálculo do desvio relativo em relação às perdas de carga obtidas 
teoricamente e a lida no manômetro U no experimento. 
PVC32mm 
Rotâmetro Manômetro Hc diagrama de 
Desvio relativo: 
MoodyX 
(1/h) (mmca) Moody (mmca) 
Manômetro 
1200 14 5,51 154,1% 
1900 24 12,32 94,8% 
2500 44 19,92 120,9% 
3500 76 35,89 111,8% 
4500 112 55,72 101,0% 
PVC25mm 
Rotâmetro Manômetro Hc diagrama de 
Desvio relativo: 
MoodyX 
(1/h) (mmca) Moody ( mmca) 
Manômetro 
1000 26 5,46 376,2% 
1800 88 15,26 476,7% 
2500 164 27,12 504,7% 
3500 280 48,87 472,9% 
4100 344 64,46 433,7% 
Cobre 28 mm 
Rotâmetro Manômetro Hc diagrama de 
Desvio relativo: 
MoodyX 
(1/h) (mmca) Moody (mmca) 
Manômetro 
1000 26 4,74 448,5% 
1500 40 9,63 315,4% 
2200 62 18,82 229,4% 
3500 122 42,41 187,7% 
4200 162 58,35 177,6% 
Acrílico 25 mm 
Rotâmetro Manômetro Hc diagrama de 
Desvio relativo: 
MoodyX 
(1/h) (mmca) Moody (mmca) 
Manômetro 
1000 44 5,46 705,9% 
1400 70 9,83 612,1% 
2200 138 21,68 536,5% 
3000 228 37,31 511,1% 
3600 308 51,34 499,9% 
4. 
As principais fontes de erro que podem ser geradas nesse experimento são os erros de 
medição do manômetro e do rotâmetro, pois estes podem apresentar imprecisões de leitura 
que podem ser provocadas por oscilação do fluido, assim como, por erro de paralaxe. 
- Pequenas variações nas dimensões e imperfeiçoes dos tubos podem afetar os cálculos da
perda de carga;
- Variações nas propriedades reais do fluido frente às consideradas na teoria (ex.:
viscosidade e densidade);
- Variações na rugosidade real da superficie interna dos tubos em relação à considerada nos
cálculos teóricos.
As discrepâncias foram significativas entre os valores experimentais e os teóricos,
próximo de 
100% e ainda maiores nas tubulações de menores diâmetros (ex.: 25mm) 
Com relação ao diâmetro da tubulação, a perda de carga distribuída é inversamente 
proporcional ao diâmetro da tubulação. 
Quanto ao material da tubulação, percebe-se que o PVC ocasiona menor perda de carga, 
enquanto o Cobre intermediária e o Acrílico a maior perda de carga em se considerando 
diâmetros similares tendendo a ser provocado pela rugosidade de cada material, o que 
requer uma análise para comprovação. 
Já a vazão, esta influencia diretamente a perda de carga, pois à medida em que ela 
aumenta, gera-se maior atrito do fluido contra as paredes internas dos dutos aumentando 
assim a perda de carga. 
.. /' 
�-_ ... ··· 
Vazão (1/h) 
Cobre 28mm 
Vazão (1/h) 
y=0,0426>