Mecânica dos Fluidos para Engenharia Química

Transcrição

1 Mecânica dos Fluidos ara Engenharia Química ME5330 5/08/008

2 variação da viscosidade em unção da temeratura líquidos gases ressão escala de ressão eetiva absoluta noção de otência e rendimento ara as bombas hidraulicas Conceitos necessários ara ara acomanhar o curso de mecânica dos luidos ara a engenharia química 4/08/009 - v4 conceito carga de ressão barômetro escoamento máquina hidráulica instalação de recalque erda de carga incomressível em regime ermanente classiicação básica distribuída localizada ou singular comrimento equivalente equação da energia alicada a uma instalação básica de bombeamento cálculo da carga total () em uma uma seção do escoamento incomressível e em regime ermanente. cálculo das erdas de carga

3 Conceito de viscosidade encontrado na bibliograia comlementar: Manual de treinamento da KSB É a roriedade ísica de um luido que exrime sua resistência ao cisalhamento interno, isto é, a qualquer orça que tenda a roduzir o escoamento entre suas camadas. A viscosidade tem uma imortante inluência no enômeno do escoamento, notadamente nas erdas de ressão dos luidos. A magnitude do eeito, deende rincialmente da temeratura e da natureza do luido. Assim, qualquer valor indicado ara a viscosidade de um luido deve semre inormar a temeratura, bem como a unidade que a mesma é exressa.

4 Sabe-se que ara o escoamento numa mesma vazão, ara o mesmo trecho, o luido mais viscoso tem uma erda de carga maior.

5 Líquidos: T aumenta diminui A viscosidade de um líquido é diretamente roorcional as orças de atração entre as suas moléculas, ortanto com o aumento da temeratura o líquido se exande e isto acarreta uma diminuição das orças de atração e em consequência uma diminuição da viscosidade.

6 Gases: T aumenta A viscosidade de um gás é diretamente roorcional a energia cinética das suas moléculas, ortanto com o aumento da temeratura a energia cinética aumenta e isto acarreta um aumento da viscosidade.

7 Em um escoamento é recomendável se ter a menor erda de carga ossível!

8 Pressão df N da teorema de Stevin é uma grandeza escalar Pressão 4/08/009 - v3 ressão em um onto luido ertecente a um luido contínuo incomressível reouso lei de Pascal

9 Escalas de ressão Escala absoluta é aquela que adota como o zero o vácuo absoluto, ortanto nela só existem ressões ositivas, teoricamente se ode ter o zero. Escala eetiva é aquela que adota como zero a ressão atmosérica local (ressão barométrica), or este motivo ode ser ositiva, nula e negativa.

10 Pressão barométrica Diagrama comarativo entre escalas Zero eetivo eetiva Pressão atmosérica local absoluta Zero absoluto Vácuo absoluto absoluta barom étrica eetiva atm loc al barom étrica

11 Carga de ressão = h h Pode-se determinar a carga de ressão or exemlo no iezômetro e no barômetro, sendo que este último ossibilita a determinação da ressão atmosérica local. htt://

12 Limitações deste nosso estudo Escoamentos incomressíveis (massa e eso esecíico constantes) onde só se ode ter variações das cargas mecânica Continuamos estudando os escoamentos incomressíveis e em regime ermanente. No escoamento em regime ermanente o temo não é variável e isto nos ermite trabalhar com equações não dierenciais.

13 Instalação de recalque é um tio de instalação hidráulica de bombeamento RESERVATÓRIO SUPERIOR OU DE DISTRIBUIÇÃO CONJUNTO MOTOBOMBA RESERVATÓRIO INFERIOR OU DE CAPTAÇÃO

14 Portanto de rincíio em nossos estudos só trataremos das maquinas hidráulicas que ornecem carga ara os luidos, ou seja, só trataremos das bombas hidráulicas. Na verdade estaremos interessados em selecionar a bomba adequada ara uma dada instalação de recalque.

15 Para seleção da bomba de orma adequada é undamental que saibamos calcular as erdas de carga, ou seja, a erda distribuída e a erda singular ou localizada.

16 h L D v g Q A Perda de carga distribuída, geralmente calculada ela órmula universal, ou seja, a órmula de Darcy-Weisbach L D v g L D coeiciente de erdade cargadistribuída comrimento da tubulaçãode áreatransversal diâmetro hidráulico velocidademédia do escoamento aceleraçãoda gravidade vazãodo escoamento áreada seçãotransversal Q g A do tubo constante

17 Perda de carga singular ou localizada, que no caso de se ter duas velocidades médias se utiliza, geralmente, a maior, ou seja, aquela reerente ao tubo h K g v Q A de menor diâmetro s s K s v g K s coeiciente de erdade carga singular aceleraçãodagravidade velocidademédia do escoamento vazãodo escoamento áreadaseçãotransversal Q g A do tubo

18 Comrimento equivalente (Leq) é um comrimento ictício que aos substituir a singularidade roicia uma erda de carga distribuída recisamente igual a erda de carga singular causada ela singularidade em questão. Leq D Leq K v g s D K s v g

19 É comum em rojetos de instalações de bombeamento se calcular a erda de carga total como erda de carga distribuída, já que todas as singularidades são consideradas através de seus comrimentos equivalentes. h h s Suondo que existaum único diâmetro de tubo. L total D Leq Q g A

20 Cálculo da carga total () de uma seção do escoamento incomressível e em regime ermanente. z y g v z y g A Q 1,0 escoamentoturbulento(re 4000),0 escomentolaminar (Re 000)

21 Equação da energia alicada a uma instalação básica de bombeamento, ou seja aquela que tem aenas uma entrada e uma saída. z i inicial i y B i i g inal A Q i total B z y g A Q total

22 Cálculo da otência da bomba N B Q B B htt://