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Relatório de Aula Prática - fenomedos de transporte
Fenômenos de Transporte (Unopar)
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Relatório de Aula Prática - fenomedos de transporte
Fenômenos de Transporte (Unopar)
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Relatório de Aula Prática: Determinação da Viscosidade de Fluidos 
Introdução 
O experimento teve como objetivo determinar a viscosidade cinemática e 
dinâmica de três fluidos (água, óleo 5W20 e glicerina), utilizando a queda de 
esferas de diferentes diâmetros através dos fluidos em um tubo. A viscosidade 
é uma propriedade essencial na caracterização de fluidos e influencia 
diretamente seu comportamento em escoamentos e processos mecânicos. 
Materiais e Equipamentos Utilizados 
• Esferas de diâmetros: 5 mm, 6 mm, 8 mm e 10 mm 
• Cronômetro 
• Tubo contendo água 
• Tubo contendo óleo 5W20 
• Tubo contendo glicerina 
Metodologia 
A metodologia adotada consistiu na soltura das esferas em cada fluido, 
cronometrando o tempo de descida entre dois pontos fixos (de cima para o fundo 
do tubo). O experimento foi repetido quatro vezes para cada diâmetro de esfera 
em cada fluido, a fim de garantir a precisão dos dados. Em seguida, calculou-se 
a viscosidade dinâmica e cinemática utilizando a seguinte equação: 
 
Os dados necessários para aplicar esta equação são apresentados abaixo: 
• 𝜌𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜 (água) é de 1000 kg/m³ 
• 𝜌𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜 (5w20) é de 852 kg/m³ 
• 𝜌𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜 (glicerina) é de 1250 kg/m³ 
• 𝜌𝑒𝑠𝑓𝑒𝑟𝑎 é de 7850 kg/m³ 
• 𝑔 é de 9,81 m/s 
Os valores reais da viscosidade cinemática dos fluidos utilizados neste 
experimento são: • A viscosidade cinemática da água é de 9,86 × 10−7 m²/s. 
 • A viscosidade cinemática do óleo 5W20 é de 5,05 × 10−5 m²/s. 
• A viscosidade cinemática da glicerina é de 6,61 × 10−4 m²/s. 
Sabendo que o erro relativo percentual pode ser encontrado utilizando a seguinte 
formula: 
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Realize o cálculo da viscosidade cinemática e do erro relativo percentual para 
cada viscosidade cinemática encontrada. 
 
OBS: Para realizar o cálculo da velocidade corrigida, apresentada na equação, 
é necessário saber o valor de R (raio interno do tubo), que no caso deste 
laboratório virtual é de 22 milímetros. 
 
 
Resultados 
Os resultados obtidos para cada fluido e diâmetro de esfera estão apresentados 
nas tabelas a seguir: 
Tubo com água 
Diâmetro 
esfera 
Tempo de queda Média do 
tempo de 
queda (s) 
Distância 
percorrida 
(m) 
Velocidade 
média (m/s) 
10 mm 0,930 0,910 0,910 0,920 0,918 0,9 0,981 
8 mm 0,870 0,880 0,870 0,850 0,868 0,9 1,037 
6 mm 0,770 0,790 0,790 0,810 0,790 0,9 1,139 
5 mm 0,680 0,690 0,680 0,680 0,683 0,9 1,319 
 
Tubo com óleo 5W20 
Diâmetro 
esfera 
Tempo de queda Média do 
tempo de 
queda (s) 
Distância 
percorrida 
(m) 
Velocidade 
média (m/s) 
10 mm 1,740 1,760 1,760 1,760 1,755 0,9 0,513 
8 mm 1,420 1,430 1,430 1,420 1,425 0,9 0,632 
6 mm 1,110 1,100 1,090 1,090 1,098 0,9 0,820 
5 mm 0,900 0,900 0,910 0,930 0,910 0,9 0,989 
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Tubo com glicerina 
Diâmetro 
esfera 
Tempo de queda Média do 
tempo de 
queda (s) 
Distância 
percorrida 
(m) 
Velocidade 
média (m/s) 
10 mm 11,280 11,140 11,190 11,130 11,185 0,9 0,080 
8 mm 8,140 8,110 8,140 8,140 8,133 0,9 0,111 
6 mm 4,960 4,920 4,960 4,920 4,940 0,9 0,182 
5 mm 3,310 3,370 3,310 3,370 3,340 0,9 0,269 
 
Fluido água 
Diâmetro esfera Velocidade 
média (m/s) 
Velocidade 
corrigida (m/s) 
Viscosidade 
dinâmica 
Viscosidade 
cinemática 
Erro relativo 
percentual 
10 mm 0,981 1,248 7,48E-02 7,48E-05 98,68% 
8 mm 1,037 1,377 9,76E-05 9,76E-05 98,99% 
6 mm 1,139 1,636 1,46E-01 1,76E-04 99,32% 
5 mm 1,319 2,038 1,83E-01 1,83E-04 99,46% 
 
Fluido óleo 5W20 
Diâmetro esfera Velocidade 
média (m/s) 
Velocidade 
corrigida (m/s) 
Viscosidade 
dinâmica 
Viscosidade 
cinemática 
Erro relativo 
percentual 
10 mm 0,513 0,653 1,46E-01 1,71E-04 99,97% 
8 mm 0,632 0,838 1,64E-01 1,92E-04 99,97% 
6 mm 0,820 1,178 2,07E-01 2,43E-04 99,98% 
5 mm 0,989 1,528 2,50E-01 2,93E-04 99,98% 
 
Fluido glicerina 
Diâmetro esfera Velocidade 
média (m/s) 
Velocidade 
corrigida (m/s) 
Viscosidade 
dinâmica 
Viscosidade 
cinemática 
Erro relativo 
percentual 
10 mm 0,080 0,102 8,78E-01 7,02E-04 99,92% 
8 mm 0,111 0,147 8,82E-01 7,05E-04 99,93% 
6 mm 0,182 0,262 8,80E-01 7,04E-04 99,92% 
5 mm 0,269 0,416 8,64E-01 6,91E-04 99,92% 
 
Análise e Discussão 
Os resultados experimentais indicam uma discrepância significativa em relação 
aos valores reais de viscosidade cinemática fornecidos. O erro relativo 
percentual foi superior a 98% em todos os casos, indicando uma grande 
diferença entre os resultados obtidos e os valores teóricos. 
Água 
• A viscosidade cinemática real da água a 20°C é de 9,86 × 10⁻⁷ m²/s. 
• Os valores experimentais foram aproximadamente duas ordens de 
magnitude maiores, com erros relativos variando entre 98,68% e 
99,46%. Esses valores são inadequados para representar a viscosidade 
real da água. 
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Óleo 5W20 
• A viscosidade cinemática teórica do óleo 5W20 é 5,05 × 10⁻⁵ m²/s, 
enquanto os valores experimentais foram substancialmente maiores, com 
erros próximos de 99,97%. 
Glicerina 
• A viscosidade cinemática real da glicerina é 6,61 × 10⁻⁴ m²/s. Embora os 
valores experimentais estivessem mais próximos, os erros relativos ainda 
são altos (aproximadamente 99,92%). 
Esses elevados erros percentuais sugerem a existência de desvios 
experimentais, possivelmente causados por: 
• Imprecisão no tempo de cronometragem, especialmente em tempos 
de queda muito curtos ou longos. 
• Falta de controle da temperatura, que afeta significativamente a 
viscosidade dos fluidos. 
• Instrumentos de medição inadequados ou de baixa precisão. 
• Não consideração de fatores como a massa exata dasesferas e as 
condições ambientais. 
Conclusão 
Os valores experimentais obtidos para a viscosidade cinemática dos fluidos não 
podem ser utilizados como representações válidas, dado o elevado erro 
percentual em relação aos valores reais. Isso indica a necessidade de melhorias 
no controle das variáveis do experimento, na precisão dos instrumentos e no 
processo de cronometragem. 
Para futuros experimentos, recomenda-se um controle mais rigoroso da 
temperatura, o uso de cronômetros mais precisos e a consideração de fatores 
como a densidade exata das esferas utilizadas. Desta forma, seria possível obter 
valores mais próximos da realidade e com erros dentro de um intervalo aceitável, 
como até 5%. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Relatório de Aula Prática 2: Cinemática dos Fluidos 
Introdução 
Através do Experimento de Reynolds, foi possível observar o comportamento do 
fluido (água) em uma tubulação, verificando os tipos de escoamento: laminar, 
transição e turbulento. O objetivo foi determinar a vazão na tubulação e 
correlacionar os tipos de escoamento com o número adimensional de Reynolds. 
Materiais e Equipamentos Utilizados 
• Laboratório Virtual ALGETEC: Engenharia – Laboratório de Mecânica dos 
Fluidos. 
• Bancada para o Experimento de Reynolds. 
• Bombas e válvulas. 
 
Procedimentos 
1. Posicionamento das válvulas: Verificou-se e ajustou-se a posição das 
válvulas de acordo com o procedimento. 
2. Habilitação das bombas: Válvula 2C inicialmente aberta a 40% para 
atingir uma vazão de 2900 LPH e, posteriormente, completamente aberta 
para 5000 LPH. 
3. Medição da vazão: O volume de água no reservatório foi medido para 
determinar a vazão. 
4. Observação do regime de escoamento: Através do uso de corante, o 
comportamento do escoamento foi observado, correlacionando-o com as 
porcentagens de abertura das válvulas. 
Resultados 
1. Vazão do sistema: 
o Volume inicial = 0,056 m³. 
o Δh = 47 mm. 
o Tempo = 64 segundos. 
o Q = 9,4 × 10^-5 m³/s (0,09 L/s). 
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2. Regime de escoamento: 
o Até 8% de abertura: regime laminar. 
o Entre 8% e 25%: transição. 
o Após 25%: regime turbulento. 
Conclusão 
O experimento demonstrou claramente a transição dos diferentes tipos de 
escoamento conforme a variação da vazão e o número de Reynolds. O regime 
laminar foi observado em baixas vazões, enquanto o regime turbulento ocorreu 
em vazões maiores. 
 
Relatório de Aula Prática 3: Perda de Carga em um Escoamento Interno 
Introdução 
Este experimento, realizado na bancada didática de mecânica dos fluidos, 
permite verificar o comportamento do escoamento da água em tubulações de 
diferentes diâmetros e materiais, medindo a perda de carga em cada caso. O 
objetivo é variar a vazão do escoamento e verificar sua influência no sistema, 
realizando a leitura da diferença de pressão entre os pontos de medição (perda 
de carga) utilizando o manômetro em U. Os dados obtidos serão comparados 
com os resultados teóricos calculados utilizando o diagrama de MOODY. 
Materiais e Equipamentos Utilizados 
• Laboratório virtual ALGETEC 
• Bancada de Mecânica dos Fluidos 
• Bombas, válvulas e manômetro em U 
• Tubulações de PVC (32 mm e 25 mm), Cobre (28 mm) e acrílico (25 mm) 
 
Procedimentos 
1. Posicionamento das Válvulas: Ajuste as válvulas de acordo com cada 
linha de tubulação (PVC, Cobre, Acrílico). 
2. Conectar Mangueiras: Conecte as mangueiras de pressão nas linhas 
para o experimento. 
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3. Variar a Vazão: Use o potenciômetro para variar a vazão e registre a 
perda de carga. 
4. Repetir o Experimento: Realize o procedimento para diferentes 
tubulações e colete cinco pontos de medição para cada linha. 
Resultados 
O experimento foi conduzido nas tubulações de PVC (32 mm e 25 mm), Cobre 
(28 mm) e Acrílico (25 mm). A tabela 1 apresenta os valores de perda de carga 
medidos e comparados com os valores teóricos usando o diagrama de MOODY. 
 
 
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Conclusão 
Quanto maior o diâmetro da tubulação, menor a perda de carga devido à 
facilidade de escoamento. Principais Fontes de Erros: Delay no potenciômetro e 
rugosidade interna das tubulações 
 
. 
Relatório de Aula Prática 4: Introdução à Radiação e Trocadores de Calor 
Introdução 
Neste experimento, será estudada a influência de parâmetros como vazão e 
temperatura na eficiência dos trocadores de calor. Os testes são realizados em 
três tipos de trocadores: trocador de placas, trocador de tubos concêntricos e 
trocador de casco-tubos. O objetivo principal é compreender o funcionamento 
dos trocadores de calor, identificar o mais eficiente e entender a influência da 
vazão na transferência de calor. Para isso, medem-se as temperaturas e as 
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vazões nos fluxos de água quente e fria, tanto em contracorrente quanto em 
corrente paralela. 
Materiais e Equipamentos Utilizados 
• Laboratório virtual da ALGETEC, Bancada didática de trocadores de calor 
(trocador de placas, tubos concêntricos e casco-tubos) 
• Indicadores de temperatura 
• Potenciômetro para controle de vazão 
• Bombas de circulação de água 
• Aquecedor 
Procedimentos 
1. Selecionando e Encaixando o Trocador de Calor: 
o Encaixe o trocador de tubos concêntricos na bancada e conecte 
aos canos. 
o Energize o painel e ligue o aquecedor até que a temperatura T5 
atinja 60°C. 
o Ligue as bombas e observe as temperaturas. 
2. Variando a Vazão: 
o Aumente a vazão da bomba dois e observe a variação de 
temperatura para diferentes vazões nos indicadores. 
Resultados 
Foram utilizados três tipos de trocadores de calor: 
1. Tubos concêntricos 
2. Casco-tubo 
3. Placas 
A temperatura inicial foi ajustada para 60°C no trocador de tubos concêntricos. 
Após isso, observou-se a variação de temperatura com o aumento da vazão. 
Conclusão 
1. Vantagens dos Trocadores de Calor: 
o Alta eficiência térmica. 
o Baixo custo de instalação. 
o Fácil manutenção e desmontagem. 
o Ajuste de capacidade pela adição/remoção de placas. 
2. Trocador mais utilizado na Indústria Alimentícia: 
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o O trocador de placas, devido ao espaço reduzido e facilidade de 
higienização. 
3. Critérios para Escolher um Trocador de Calor: 
o Layout físico, tipo de fluido, vazão, temperatura, LMTD, número de 
passes, e pressões de trabalho. 
4. Influência da Vazão na Transferência de Calor: 
o O aumento da vazão incrementa a transferência de calor ao 
aumentar a energia cinética e o atrito entre o fluido e as paredes 
do conduto. 
 
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