_ATPS SISTEMAS FLUIDO

8/3/2019 _ATPS SISTEMAS FLUIDO

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Centro

Universitário deCampo Grande – Unidade II

Engenharia deProdução

Sistemas FluidoMecânicos

Adelio Guimarães Motti Neto RA: 9292641505Jessika Brenner Soares Araujo de Almeida RA:9292641517



Havenna Miranda de Oliveira RA:9230582499Kellen Cristina Pereira RA: 9292641509

Cláudio Fernando Dlores de Souza RA: 9221572073Eveny da Cruz Acácio RA: 9230581525

Sala: Engenharia de Produção 5º semestre

ATIVIDADES DE LABORATÓRIO

Professor Eder Sandim

Campo Grande – MS, 04 de Dezembro de 2011

Sumário

Placa de Orifício...........................................................3

Definição.............................................................................................................3

Utilização.............................................................................................................4



Procedimento Experimental................................................................................5

Análise dos dados ...............................................................................................6

Tubo de Venturi............................................................6

Definição.............................................................................................................6

Utilização.............................................................................................................7

Procedimento Experimental ...............................................................................7

Análise dos dados................................................................................................8

Perda de carga distribuída...........................................8

Definição.............................................................................................................8

Utilização.............................................................................................................9

Procedimento Experimental................................................................................9Análise de dados...............................................................................................10

.........................................................................................................................10

Perda de carga Singular ............................................. 11

Definição...........................................................................................................11

Utilização...........................................................................................................11

Procedimento Experimental .............................................................................11

Analise de dados...............................................................................................12

Referências ................................................................14

Placa de Orifício

Definição

É um dos meios mais usados para medição de fluxos. Dados de entidades da área de

instrumentação mostram que, nos Estados Unidos, cerca de 50% dos medidores de vazão



usados pelas indústrias são desse tipo. Certamente as razões para tal participação devem ser as

vantagens que apresenta: simplicidade, custo relativamente baixo, ausência de partes móveis,

pouca manutenção, aplicação para muitos tipos de fluido, instrumentação externa, etc.

Desvantagens também existem: provoca considerável perda de carga no fluxo, a faixa de

medição é restrita, desgaste da placa, etc.

Figura 01

Um arranjo comum é dado na Figura 01. A placa (com orifício de diâmetro D) provoca

uma redução da seção do fluxo e é montada entre dois anéis que contêm furos para tomada de

pressão em cada lado. O conjunto é fixado entre flanges, o que torna fácil sua instalação e

manutenção. A medição da diferença de pressão p1 − p2 pode ser feita por algo simples como

um manômetro U e uma tabela ou uma fórmula pode ser usada para calcular a vazão. Ou pode

ser coisa mais sofisticada como transdutores elétricos e o sinal processado por circuitos

analógicos ou digitais para indicação dos valores de vazão.

Utilização

As Placas de Orifício Especiais são recomendadas para algumas situações de medição

onde as placas de orifício concêntrico não podem ser instaladas.



Procedimento Experimental

Placa de Orifício

Objetivo: Obter uma equação (curva de calibração) que permita calcular a vazão a partir da

medida do diferencial de pressão na placa de orifício.

Procedimento experimental:

Preparação:

Após medir seu diâmetro interno, instalar a placa de orifício (Apêndice 4) no suporte,

apertando os parafusos.

Medida da Vazão:

A medida da vazão poderá ser realizada através do hidrômetro ou do reservatório de medida.

Medida das pressões:

Conecte as mangueiras ao suporte da placa de orifício e a duas linhas do piezômetro (Pa e

Pb). Está será a diferença de pressão na placa de orifício.



Ensaio:

Fechar totalmente o registro e ligar a bomba.

Com a válvula de esfera aberta, abra o registro vagarosamente acompanhando o piezômetro.

Pressurize o piezômetro se necessário.

Abra o registro até que a pressão diferencial atinja o limite da faixa do piezômetro.

Este será o fundo de escala do instrumento.

Se pretender estender a escala, substitua o piezômetro por um manômetro Tubo em U com

mercúrio como fluido manométrico. Atuar a válvula de esfera varrendo toda a faixa e

obtendo, no mínimo, 15 valores de Pa e Pb e calcular ΔP.

Análise dos dados

Experimento nº Pressão Vazão em L/Min

01 2,9 0,730802 4,1 0,844003 5,0 0,995204 6,0 1,033205 7,0 1,070806 8,6 1,132007 10,0 1,26008 11,6 1,36009 13,2 1,44810 14,7 1,572

Tubo de Venturi

Definição

O tubo de Venturi ou venturímetro, como o próprio nome indica, foi inventado no

século XVIII pelo cientista G. B. Venturi (1746-1822). Este tubo consiste num dispositivo

para medir a velocidade de escoamento de um fluido através de um tubo. É formado por duas

secções adelgaçadas de um tubo ligadas por uma garganta estreita. A velocidade do fluido na

garganta aumenta e, em consequência, a pressão diminui. Ligando um manómetro às três

secções do tubo pode ser medida a diminuição de pressão, e pode ser calculada a velocidade



do fluxo através da garganta.

Utilização

O tubo de Venturi é ainda utilizado para misturar uma pulverização fina de um líquido

num gás, como acontece no carburador de um motor a combustão. A gasolina da câmara de

flutuação é pulverizada em finas gotas quando é aspirada na forma de um jato, devido à baixa

pressão na garganta do tubo de Venturi por onde tem de passar antes de ser misturada com o

ar.


Tubo de Venturi

Objetivo: Obter uma equação (curva de calibração) que permita calcular a vazão a partir damedida do diferencial de pressão em um tubo de Venturi.




Preparação:

Instalar o tubo de Venturi (Apêndice 5) em uma linha M.U. e a tubulação de ¾’’ lisa na outra.

Medida da Vazão:



Conecte as mangueiras às tomadas de pressão do Venturi e a duas linhas do piezômetro (Pa e

Pb). Está será a diferença de pressão no Venturi.

Ensaio:




Abra o registro até que a pressão diferencial atinja o limite da faixa do piezômetro.

Este será o fundo de escala do instrumento.

Se pretender estender a escala, substitua o piezômetro por um manômetro Tubo em U commercúrio como fluido manométrico.

Atuar a válvula de esfera varrendo toda a faixa e obtendo, no mínimo, 15 valores de Pa e Pb e

calcular ΔP.

Análise dos dados

Experimento nº Pressão Vazão em L/Min

01 0,2 1,08802 0,4 1,07103 0,6 1,44904 0,8 1,76405 10 1,827

Perda de carga distribuída

Definição



A perda de carga distribuída é devida a viscosidade e fricção das partículas fluidas entre

si e das partículas fluidas com a parede interna do tubo.

O estudo da perda de carga distribuída (hf ou DH) é realizado nas seguintes condições:a - trecho da tubulação formado só pelo tubo de área de seção transversal constante;

b - comprimento do tubo não desprezível;

c - tubo considerado sem nenhuma obstrução e sem mudanças de direção.

Utilização

No cotidiano a perda de carga é muito utilizada, principalmente em instalações

hidráulicas. Por exemplo, quanto maior as perdas de cargas em uma instalação de bombeamento, maior será o consumo de energia da bomba. Para estimar o consumo real de

energia é necessário que o cálculo das perdas seja o mais preciso possível.


Perda de Carga Distribuída

Objetivo: Verificar a perda de carga em um trecho de tubulação e determinar o coeficiente de

atrito f .

Introdução:

Como pode ser verificado em STREETER,1978:

“A experiência mostra que é verdade para escoamento turbulento:



1. A perda de carga varia diretamente com o comprimento do tubo;

2. A perda de carga vaia quase que proporcionalmente ao quadrado da velocidade;

3. A perda de carga varia quase que inversamente ao diâmetro;

4. A perda de carga depende da rugosidade interior do tubo;

5. A perda de carga depende das propriedades do fluido, massa específica e viscosidade;

6. A perda de carga é independente da pressão.”


Preparação:

Instalar tubulação de ¾’’ rugosa em uma linha M.U. e a tubulação de ¾” lisa na outra.Medida da Vazão:



Conecte as mangueiras às tomadas de pressão do tubo rugoso e a duas das linhas do

piezômetro (Pa e Pb). Está será a perda de carga no trecho de tubulação.

Ensaio:




Abra o registro vagarosamente até que seja estabelecida a vazão máxima da instalação ou seja

atingido o limite da faixa do piezômetro.

Se pretender estender a escala, substitua o piezômetro por um manômetro Tubo em U comercúrio como fluido manométrico.

Atuar no registro varrendo toda a faixa e obtendo, no mínimo, 10 valores de Pa e Pb e calcular

ΔP.

Análise de dados



Perda de carga Singular

Definição

Não somente a extensão da tubulação, o diâmetro, a velocidade de circulação e a

rugosidade, causam perdas no escoamento de fluidos; qualquer acessório que perturbe a

velocidade de circulação dele; tais como, o aumento ou diminuição de turbulência, a mudança

de direção a variação de velocidade propiciam também uma perda de carga. Este tipo de

perda de carga, que ocorre em um comprimento desprezível em relação ao comprimento da

tubulação é denominado de perda de carga localizada, ou singular.

Utilização

No cotidiano a perda de carga é muito utilizada, principalmente em instalações

hidráulicas. Por exemplo, quanto maior as perdas de cargas em uma instalação de

bombeamento, maior será o consumo de energia da bomba. Para estimar o consumo real de

energia é necessário que o cálculo das perdas seja o mais preciso possível.


Perda de Carga Localizada



Objetivo: Verificar a perda de carga em um elemento singular e determinar o comprimento

equivalente do mesmo.

Introdução:

As instalações hidráulicas não são formadas unicamente de tubos e a inserção de elementos

como curvas, reduções, válvulas e etc vão ocasionar perdas de carga adicionais.

Torna-se bastante prático converter o efeito causado por uma singularidade em um

comprimento equivalente de tubulação que, se adicionado à instalação, causa o mesmo efeito

de perda de carga.

Este método é conhecido por Comprimento Equivalente.


Preparação:

Instalar tubulação de ½’’ lisa em uma linha M.U. e a tubulação de ¾’’ lisa na outra.

Medida da Vazão:



Conecte as linhas do piezômetro às tomadas de pressão:

• na entrada da curva 90º (PA);• no ponto central entre as duas curvas, mais próximo ao cotovelo (Pb);

• após o cotovelo 90º (PC).

Ensaio:



Pressurize o piezômetro se necessário.Abra o registro vagarosamente até que seja estabelecida a vazão máxima da instalação ou seja

atingido o limite da faixa do piezômetro.

Atuar no registro varrendo toda a faixa e obtendo, no mínimo, 10 valores de Pa e Pb e calcular

ΔP.

Analise de dados



Referências

http://www.escoladavida.eng.br/mecflubasica/aula2_unidade6.htmhttp://www.infopedia.pt/$tubo-de-venturi http://www.cefetsp.br/edu/jcaruso/instrumentacao/medicao_vazao.pdf http://www.mspc.eng.br/fldetc/fluid_0310.shtml#plac_orif

ISMAIL, K. A.R., GOLÇALVES, M.M. e BENEVENUTO, F.J. Instrumentação

Básica para Engenharia.Editora do autor. 1998.

MARTINS, NELSON. Manual de Medição de Vazão. Editora Interciência. 1998.

STREETER, V.L. Mecânica dos Fluídos. McGraw Hill do Brasil. São Paulo. 1978.

FOX, ROBERT W., PRITCHARD, PHILIP J. e MCDONALD, ALAN T. Introdução à

Mecânica dos Fluidos. 6ª Ed. Editora LTC. 2006.

http://www.escoladavida.eng.br/mecflubasica/aula2_unidade6.htm

http://www.infopedia.pt/$tubo-de-venturi

http://www.cefetsp.br/edu/jcaruso/instrumentacao/medicao_vazao.pdf

http://www.mspc.eng.br/fldetc/fluid_0310.shtml#plac_orif


http://www.escoladavida.eng.br/mecflubasica/aula2_unidade6.htm

http://www.infopedia.pt/$tubo-de-venturi

http://www.cefetsp.br/edu/jcaruso/instrumentacao/medicao_vazao.pdf


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