Ponte de macarrão

Páginas: 9 (2009 palavras) Publicado: 6 de março de 2013
Universidade Federal de Alfenas – UNIFAL-MG
Bacharelado em Ciência e Tecnologia
Campus Poços de Caldas (MG)

Flávio Francisco Ribeiro
Giancarlo Francesco Aiello
Luís Paulo Alves Pinto
Amir Donizzeti

PROJETO PONTE DE MACARRÃO – Técnicas de Representação

gRUPO pONTE QUE PARTIU

Poços de Caldas/MG
2011

1 . Objetivos
Esta prática foi executada com o objetivo de determinar o fatorde atrito de Fanning experimental em secção circular para comparação com os valores teóricos, e determinar também perda de carga medida através de um manômetro em U e os fatores que a influencia.
2. Equacionamento
Para a determinação da perda de carga de um escoamento em uma tubulação como a utilizada no experimento (figura 1) pode-se partir da equação do balanço global de energia (equação1).

Figura 1. “Bancada de Hidráulica Júnior” utilizada no experimento.
∆v²2+∆Pρ+g∆z+lwf=0 (1)
Como o duto tem seção constante, e as tomadas de pressão são realizadas na mesma altura, considerando o eixo vertical como referência, a equação apresentada acima se resume a:
lwf=-∆Pρ(2)
A estimativa do fator de atrito é baseada em dados empíricos, já que para o cálculo deste fator tanto experimentalmente quanto teoricamente são utilizados dados obtidos experimentalmente, sabendo que o fator de atrito é função de Reynolds e da rugosidade relativa.
Para o cálculo experimental do fator de atrito utiliza-se a seguinte equação:
f=-D∆P2ρv²L(3)
Em que:
* D é o diâmetro interno obtido através da tabela com a referência do diâmetro nominal;
* ΔP é a queda de pressão determinada a partir da diferença de altura da coluna de água;
* ρ é a massa específica da água a 24°C, que é 997,32 Kg/m³.
* L é o comprimento entre as tomadas de pressão;
* V é a velocidadecalculada através das seguintes equações:
Q=volume(m3)Tempo(s) (4)
v=Q (m3s)A (m2) (5)
Sendo que a área é obtida através do valor diâmetro interno, pela equação a seguir:
A= πD²4 (6)
Utilizando o fator de Blasius pode-secalcular o fator de atrito denominado teórico, através das seguintes equações empíricas:
f=0,079 Re-0,25 para 4.103<Re< 105 (7)
f=0,046 Re-0,20 para Re> 105 (8)
Sendo que o número de Reynolds (Re) é calculado através de:
Re= ρDvμ (9)
Em que : µ é a viscosidade absoluta a 24ºC,que é 0,89x10-3Kgm.s.
O fator de atrito experimental pode ser relacionado com a perda de carga da seguinte maneira:
f=lwf.D2v²L (10)
Isolando o lwf para cálculo da perda de carga, tem-se:
lwf= 2v²LfD (11)
O erro entre os valores do fator de atrito teórico e experimental pode serdeterminado através da diferença entre esses valores, conforme a Equação abaixo:
erro=fexp- f(teorico) (12)

3. Materiais e métodos
Com o objetivo de determinar o fator de atrito em secção circular e as perdas de carga foi executada a prática laboratorial utilizando uma bancada hidráulica da marca MAXWELL, modelo 2167 A (figura 1). Para a realização doexperimento utilizou-se três diferentes dutos, sendo o primeiro liso com diâmetro nominal ½, o segundo rugoso com diâmetro nominal ¾ e o terceiro também liso mas com diâmetro nominal ¾ . A diferença entre tubos lisos e rugosos pode ser ilustrada na figura 2.

Figura 2. Tubos liso e rugoso

Deu-se início a prática medindo-se o comprimento dos dutos entre as tomadas de pressão com auxílio de uma...
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