Perda de carga

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CENTRO UNIVERSITÁRIO DO LESTE DE MINAS GERAIS
LABORATÓRIO DE MECÂNICA DOS FLUIDOS

PRÁTICA 05 – PERDA DE CARGA

OBJETIVOS:  Compreender e visualizar o fenômeno da perda de carga em condutos forçados e relacionar com a Vazão e rugosidade das paredes internas destes, aplicando conhecimentos básicos da dinâmica dos fluidos.

FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA: 1. INTRODUÇÃO 1.1.

CONCEITO DE PERDA DECARGA:

Perda de energia mecânica disponível no escoamento de um fluido real por conversão de parte desta em calor. As fontes principais de perda de carga são: Perda de carga distribuída:- atrito com as paredes do conduto. – A viscosidade do fluido Perda de carga localizada:- devido ás singularidades de um conduto. 1.2. DETERMINAÇAO TEÓRICA DE PERDA DE CARGA DISTRIBUÍDA:

Equação de Darcy –Weiss Bach: HP = f. L /d . ((V**2) /2g) f = fator de atrito, f (e/D, Re) . e/D =Rugosidade/diâmetro . Re = número de Reynolds 1.3. DETERMINAÇAO EXPRIMENTAL DE PERDA DE CARGA DISTRIBUÍDA EM UM TUBO FORÇADO:

Equação de Bernoulli extensiva para o fluido real: Considerando um escoamento de um fluido incompressível em regime permanente, fluxo unidimensional, entre uma seção de entrada (1) e uma desaída ( 2 ), de um conduto tem –se : Z1+ (p1 / γ) + (V1**2 /2g) = Z2+ (p2 /γ) + (V2**2 /2g) + hp
Para Z1 = Z2 e sendo D1 =D2 , em regime permanente : V1 = V2 , fica:

HP = (p1 - p2) / γ
Lab. de Mecânica dos Fluidos 1

1.4.

MEDIÇÃO DE VAZÃO COM TUBO DE VENTURI Q = C. A2. (2.( P1-P2) / / ρ )**1/2 Onde C = coeficiente de vazão ... A2 = área da garganta

1.5.

MEDIÇÃO DE VAZÃO COM PLACA DEORIFÍCIO
Q = C. Ao. (2.( P1-P2) / ρ )**1/2 ; Onde C = Coeficiente de vazão , A0 = área do orifício

2. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL a) Realizar uma montagem conforme abaixo, os dados deverão ser registrados e salvos no microcomputador. b) Ligar o Módulo Experimental. Abrir o registro de entrada e depois o tubo de 38 mm rugoso, fechando os demais. c) Medir a perda de carga distribuída no tubo rugosousando manômetro diferencial de Hg de 400 mm. d) Medir a vazão no mesmo tubo rugoso usando manômetro diferencial de Hg de 400 mm. e) Repetir os procedimentos acima para obter a perda com no mínimo cinco vazões. f) Medir a perda de carga distribuída no tubo liso usando manômetro diferencial de Hg de 400 mm. Medir a vazão no mesmo tubo liso usando manômetro diferencial de Hg de 400 mm. Repetir osmesmos procedimentos para obter a perda com no mínimo cinco vazões. g) Determinar as perdas de carga em metros, vazões em litros por segundo e as velocidades. h) Determinar f (fator de atrito), Re (número de Reynolds), para cada dado de perda de carga obtido. i) Traçar para os dois tubos de medida, gráficos de:  Perda de carga versus vazão  Perda de carga versus energia cinética específica,  f(fator de atrito) versus Re j) Analisar gráficos e resultados obtidos comparando com os previstos na teoria.

Lab. de Mecânica dos Fluidos

2

3. RESULTADOS 3.1. TABELAS

AMOSTRA 1 2 3 4 5 6

 hp 0,040 0,050 0,060 0,073 0,085 0,097
 hp
0,025 0,030 0,035 0,040 0,050

TUBO RUGOSO
hp 0,498 0,623 0,747 0,909 1,058 1,208 ho 0,120 0,155 0,180 0,214 0,260 0,300 Q 0,108 0,135 0,162 0,1970,230 0,262 V 0,095 0,119 0,143 0,174 0,202 0,231 V2/2g 0,045 0,070 0,100 0,148 0,201 0,262 Rey 603,288 754,110 904,932 1101,001 1281,987 1462,973
log 10 (Re y )

2,781 2,877 2,957 3,042 3,108 3,165
log 10 (Re y )

f 0,189 0,151 0,126 0,104 0,089 0,078

TUBO LISO
AMOSTRA 1 2 3 4 5 hp 0,311 0,374 0,436 0,498 0,623 ho 0,125 0,155 0,200 0,260 0,335 Q 0,068 0,081 0,095 0,108 0,135 V 0,0600,071 0,083 0,095 0,119 V2/2g 0,017 0,025 0,034 0,045 0,070 Rey 377,055 452,466 527,877 603,288 754,110 f 0,302 0,252 0,216 0,189 0,151 2,576 2,656 2,723 2,781 2,877

3.2.

GRÁFICOS

GRÁFICO hp X Q
1,400 1,200 0,700

0,623 0,498 0,436 0,374 0,311 0,498
1,058

1,208 0,909 0,747

0,600

1,000
0,800

0,500
0,400

hp

0,600 0,400
0,200

0,623

0,300 0,200
0,100

RUGOSO...
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