IVENTEA INSTALAÇÃO DE VENTILAÇÃO E ESTUDOS AERÓLICOS EXPERIÊNCIA 3 DETERMINAÇÃO DE CAUDAL DE AR ATRAVÉS DE VÁRIOS MEDIDORES

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1 IVENTEA INSTALAÇÃO DE VENTILAÇÃO E ESTUDOS AERÓLICOS EXPERIÊNCIA 3 DETERMINAÇÃO DE CAUDAL DE AR ATRAVÉS DE VÁRIOS MEDIDORES Maio de 2012

2 Regras de utilização do equipamento 1. Antes de iniciar qualquer trabalho no laboratório, deve ler o manual fornecido para cada equipamento. 2. Não deverá realizar a experiência sozinho. 3. Antes de iniciar o funcionamento da instalação deverá tomar conhecimento do modo de paragem em caso de emergência. 4. Antes de executar as medições experimentais, deve saber exactamente quais os resultados experimentais que lhe interessam obter e seguidamente realizar as experiências. 5. Deverá ser cuidadoso(a) quando utiliza a IVENTEA Instalação de. 6. Utilize os equipamentos portáteis de medição, única e exclusivamente, para o fim a que se destinam. 7. Não exceda as condições máximas de operação do ventilador centrífugo. Deve utilizar frequências na faixa de valores entre 30 e 50 Hz. 8. Se verificar algo de anormal na utilização do ventilador centrífugo, não hesite em comunicar ao supervisor do laboratório. 9. Certifique-se que desligou o ventilador centrífugo quando concluíu o ensaio experimental. 1

3 1. Introdução à IVENTEA A Instalação de Ventilação e Estudos foi construída no laboratório AVAC, tendo como principais vetores orientadores, a realização de ensaios de ventiladores centrífugos, o estudo de escoamentos externos de ar em modelos à escala, e a determinação do caudal de ar através da via experimental. 2. Objetivos da Experiência 2.1. Determinação do caudal mássico de ar na secção de saída da conduta quadrada através da utilização do medidor da KIMO cone K75 e anemómetro de fio quente Determinação expedita do caudal volúmico de ar na secção de saída da conduta quadrada da IVENTEA, obtido através da utilização dos medidores: hélice; tubo de Pitot; conjunto do cone K75 e anemómetro de fio quente Determinação do perfil de velocidades na secção de saída da conduta quadrada da IVENTEA, através da medição da pressão efetuada pelo tubo de Pitot e cálculo do caudal volúmico Verificação da equação da conservação da massa em regime estacionário na IVENTEA. 3. Descrição da IVENTEA A IVENTEA, Instalação de Ventilação e Estudos é constituída por um circuito aberto de condutas de secções quadradas e rectangulares, unidas entre si através de flanges, e vedadas através de juntas flexíveis. Estão instalados dois ventiladores centrífugos neste circuito de condutas e estão montados registos de caudal de lâminas na entrada e saída do circuito de ar. O ar é aspirado no troço de condutas inferior, passa através dos dois ventiladores montados em série, e é exaurido no troço superior, numa conduta de secção rectangular com a forma de uma contração. 2

4 4. Lista de equipamento de medição 1. IVENTEA, LAVAC 2. Cone K75 e anemómetro fio quente, KIMO 3. Tubo de Pitot Estático tipo L, KIMO 4. Anemómetro de hélice de 100 mm, KIMO 5. Sonda de temperatura/humidade ambiente, KIMO SHRSP 6. Fita métrica 5. Procedimento Experimental Passo 1 Ligar o ventilador centrífugo e perceber como se varia a sua velocidade através da regulação visual da frequência de rotação. Passo 2 Escolher um ponto de funcionamento para efetuar os ensaios experimentais na faixa admissível de frequências de rotação do ventilador. Passo 3 Medir a temperatura do escoamento de ar, a montante e a jusante do ventilador centrífugo. Passo 4 Estudar o funcionamento do medidor da KIMO (consultar as fichas técnicas das sondas), sonda de fio quente + cone K35, testá- lo para frequências de rotação próximas da escolhida para o ensaio, e finalmente, efetuar a medição do caudal de ar na secção de saída da conduta quadrada. Passo 5 Estudar o funcionamento dos medidores da KIMO, hélice de 100 mm e tubo de Pitôt estático (consultar as fichas técnicas das sondas), testá- los para frequências de rotação próximas da escolhida para o ensaio, e efetuar a medição do velocidade do ar na secção de saída da conduta quadrada através da média de um conjuntos de pontos. Para efetuar cada medição de velocidade, deverá ser efetuada uma grelha de pontos de medição de velocidade local, representativos da velocidade média na secção da conduta quadrada. Passo 6 Estudar o funcionamento do medidor da KIMO, tubo de Pitot estático (consultar as fichas técnicas das sondas), testá- lo para frequências de rotação próximas da escolhida para o ensaio, e efetuar a medição da pressão local do ar ao longo das direcções vertical e longitudinal da secção de saída da conduta quadrada. Traçar o perfil de velocidades em papel milimétrico em ambas as direcções de medição e calcular o caudal volúmico. Para efetuar cada medição da pressão local (transformar em velocidade local através da aplicação da equação de Bernoulli), deverá ser determinada e ajustada, uma grelha de pontos de medição de velocidade local, representativos do perfil de velocidade na secção da conduta quadrada. 3

5 Deverá ser adquirida sensibilidade de medição pelo aluno, no sentido de conseguir afinar a grelha de medição em função do grau de variação da velocidade. Passo 7 Aplicar a equação da conservação da massa para escoamento imcompressível e estacionário, efetuando um balanço mássico num volume de controlo a designar na IVENTEA. Fazer as medições de caudal nas respectivas fronteiras. 6. Bibliografia Capítulos 5 e 8 do livro: Mecânica dos Fluidos Fundamentos e Aplicações, 1a Edição Yunus A. Çengel and John M. Cimbala Copyright 2008, McGraw- Hill, ISBN: Capítulos 3 e 6 do livro: Fluid Mechanics Frank M. White, 7th Edition Copyright 2011, McGraw- Hill, ISBN Consultar as fichas técnicas do aparelho multifunções e respetivas sondas de medição em anexo e para modelos mais atualizados, consultar o site : 4