Mecânica dos Fluidos para Engenharia Química. Segunda aula 17/02/2009

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Martín Cunha
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1 Mecânica dos Fluidos ara Engenharia uímica Segunda aula 7/0/009

2 O sonho ao lanejar cada semestre é viabilizar a FORMAÇÃO SUSTENTÁVEL

3 Pratica-se a edagogia da curiosidade Educar é ensinar a ensar sozinho A FORMAÇÃO SUSTENTÁVEL está alicerçada nos seguintes rincíios: 6/0/009 - v8 ualquer essoa deseja ser mais do que é. Sabe-se que alavras e idéias odem mudar o mundo Alica-se a edagogia da ergunta e não da resosta

4 Porém só os rincíios anteriores são incaazes de roiciar uma formação sustentável na engenharia, ara tal, é necessário se ter a conscientização do valor da engenharia ara o mundo contemorâneo, afinal o que seria do mundo sem a engenharia?

6 Mas a engenharia necessita dos engenheiros e estes devem ter a resonsabilidade de construir uma formação contínu Portanto há a necessidade da engenharia, mas a engenharia necessita dos engenheiros e estes devem ter a resonsabilidade de construir uma formação contínua e de ecelência, onde assam a assumir o volante da sua formação.

7 Os vídeos recomendados a seguir rocuram motivar a conscientização da necessidade de se ter a formação sustentável. htt:// htt://

8 Mesmo a essoa estando motivada só oderá encontrar o caminho se souber ara onde ir.

9 Inicialmente o caminho que se retende trilhar objetiva construir conhecimentos ara se desenvolver um rojeto básico de bombeamento, que aresenta as etaas aresentadas no slide a seguir.

10 Dados iniciais fluido e sua temeratura condições de catação condições de descarga vazão desejada Cálculo do custo de oeração Dimensionamento da tubulação Verificação do fenômeno de cavitação Etaas do rojeto de uma instalação de bombeamento 5//004 - v4 Esboço da instalação Esecificação do onto de trabalho Equação da CCI Escolha reliminar da bomba Vazão de rojeto

11 Este certamente é um novo caminho e ara oder trilhá-lo é necessário se amliar os antigos, daí se ter lanejado também os comlementos de mecânica dos fluidos, comlementos mostrados elo mindmaing a seguir.

12 regime variado cáculo da carga total temo de esvaziamento de reservatórios série energia associação de bombas alicação do balanço aralelo otências Comlemento de mecânica dos fluidos /6/008 - v determinação da CCI distribuídas inversor de freqüência determinação das erdas economia de energia singular devido a variação da rotação correção da CCB determinação f Leq

13 Neste segundo encontro vamos nos deter nos seguintes tóicos:. cálculo da carga total;. balanços de energias e otências; 3. determinação das erdas de carga; 4. determinação do f e do Leq.

14 Cálculo da carga total em uma seção de um escoamento incomressível e em regime ermanente. z v g seçãoqualquer do escoamentoincomressível coeficiente de energiacinética,0,0 não definido ara seçõesde reservatórios e z carga totalna seção cargaotencialna seção carga de ressãona seção carga cinética na seção nos escoamentos turbulentos nos escoamentos laminares v g cargas térmicas Nos escoamento s incomressíveis, elo fato dos mesmos seremisotérmicos as cargas térmicas ermanecemconstantes. e emregime ermanente jatoslivres

15 Eemlo de alicação: considerando a seção reresentada abaio, ede-se determinar a carga total na mesma ara a vazão máima. seção

Para o referido cálculo o rimeiro asso é adotar um lano horizontal de referência (PR), no caso se o mesmo for adotado no eio da tubulação resulta em z = 0

16 Para o referido cálculo o rimeiro asso é adotar um lano horizontal de referência (PR), no caso se o mesmo for adotado no eio da tubulação resulta em z = 0 Determinação da vazão A v tan que volume temo A tubo No caso A tubo V t 0,546 m h A t A tubo h tan que 5,57 cm tan que Determin ação da carga cinética A t e g m 9,8 s v g

17 Já ara a determinação da carga de ressão na seção há a necessidade de se recorrer a equação manométrica e ao teorema de Stevin. leitura m na secão () y seção leitura do desnível do G - h m m h m O g y c arga de ressão O O

18 Balanço de energia entre duas seções do escoamento incomressível e em regime ermanente, que só ode ser alicado quando se tem uma entrada e uma saída, ou seja, oera-se ara uma dada osição da válvula controladora de vazão com uma única vazão. i inicial i B i máquina f i i totais final Paraasinstalações de bombeamento : z v g B z f real f f v g f totais

19 Considerando as seções () e (), tem-se que: seção leitura m na secão () y leitura do desnível do G - h m g v z g v z

20 Balanço de otência deve ser usado quando eiste mais do que uma entrada e/ou mais do que uma saída, veja a reresentação abaio.

21 Esquematicamente seria:

O balanço de otências resultaria: 4 3 ) ( 8 7 4 3 4 4 3 3 B B ) ( É

22 O balanço de otências resultaria: 4 3 ) ( B B ) ( É fundamental raticar a alicação da equação anterior ara que ocorra o seu arendizado!

23 Determinação de erda de carga Perdas localizadas ou singular Eistem dois tios de erda, a erda de carga distribuída e a erda de carga localizada (ou singular). PERDA DISTRIBUÍDA

24 Perda distribuída h f - este tio de erda ocorre em tubulação de área da seção transversal constante e onde o seu comrimento é diferente de zero. O seu cálculo geralmente é feito ela equação universal. h f f f L D v g onde: coeficiente de erdade cargadistribuída L comrimento da tubulação D diâmetrohidráulico v velocidademédia do escoamento g aceleraçãodagravidade

25 Determinação do f ode ser feita elo diagrama de Moody ou de Rouse, orém acaba sendo mais rática a sua determinação elas equações de aaland, ou Swamee e Jain, ou Churchill ou or uma lanilha desenvolvida no Microsoft Ecel, ara acessá-las vá: htt://

26 Perda de carga localizada (ou singular) h s calculada ela equação a seguir: h K v g S S K S v onde: g coeficiente de erdade cargasingular oulocalizada Imortante: tratando- velocidademédia do escoamento aceleraçãoda gravidade. se deuma redução,ouamliação,a velocidadeconsiderada serásemre a referente ao menor diâmetro,ou seja,a velocidademédia maior.

27 Utilização do comrimento equivalente (Leq), que é um comrimento fictício que ao substituir a singularidade roicia uma erda distribuída igual a erda singular em questão. Leq Ks f D h f h s f Leq D v g Valores de Leq odem ser obtidos consultando o sítio: htt://

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