COORDENAÇÃO DO LABORATÓRIO DE FENÔMENOS DE TRANSPORTE EXPERIMENTAL ROTEIRO DE EXPERIMENTOS ENG1580 LABORATÓRIO DE FENÔMENOS DE TRANSPORTE EXPERIMENTAL PROFESSORA: JORDANA MOURA CAETANO GOIÂNIA, GO 2015-1
Sumário 1ª Experiência: Determinação da massa específica, densidade e percentagens... 3 2ª Experiência: Verificação da pressão atmosférica com auxílio do Barômetro... 4 3ª Experiência: Verificação da vazão... 5 4ª Experiência: Determinação da velocidade no tubo de Pitot... 6 5ª Experiência: Determinação da velocidade na Placa de Orifício... 7 6ª Experiência: Calibração do tubo Venturi... 8 7ª Experiência: Determinação da perda de carga no Tubo de Cobre... 10 8ª Experiência: Determinação da perda de carga no Tubo Liso/Rugoso... 11 9ª Experiência: Determinação da perda de carga nos registros - Esfera e Gaveta... 12 10ª Experiência: Determinação da perda de carga - Joelho e Curvas... 13 11ª Experiência: Determinação da perda de carga Registro de Gaveta e Esfera... 14 2
FENÔMENOS DE TRANSPORTE EXPERIMENTAL 1ª Experiência: Determinação da massa específica, densidade e percentagens ρ = m V Equação 1.1 Y = P V Equação 1.2 m mis = m alc + m H2 O Equação 1.3 V mis = V alc + V H2 O Equação 1.4 - ρ H2 O = 1,0 g cm 3 ; - ρ alc = 0,79 g cm 3. Especificação: álcool a 96º GL (ou 96% álcool puro na solução) - Duas amostras de álcool; - Recipiente graduado para definir volume; - Balança eletrônica. 4 OBJETIVOS - Descobrir o da mistura; - Determinar as percentagens de álcool e água na mistura; - Verificar se o álcool está dentro das normas de qualidade; 3
2ª Experiência: Verificação da pressão atmosférica com auxílio do Barômetro P al = P anm 0,081 h mm Hg Equação 2.1 2 MATERIAL PARA EXPERIÊNCIA - Barômetro; - Altímetro. 3 OBJETIVOS - Determinar as altitudes em 3 (três) pontos da área 3 da PUC e calcular a pressão atmosférica média deste local; 4
1 FÓRMULA PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE GOIÁS 3ª Experiência: Verificação da vazão DV = Y Equação Fundamental da Estática Equação 3.1 DT Em que: Δh = L 1 L 2, em mca Equação 3.2 - mca 1 = metros de coluna d água. 2 MATERIAL PARA EXPERIÊNCIA - Módulo Experimental; - Recipiente de acrílico graduado; - Cronômetro. 3 OBJETIVOS - Determinar a vazão do módulo experimental pelo método direto; 1 1 mca = 0,1 kgf/cm 2 = 9,8 kpa. 5
PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE GOIÁS 4ª Experiência: Determinação da velocidade no tubo de Pitot Do tubo de Pitot tem-se: V 2 = Δh Equação 4.1 2 g V = (2 g Δh) 1 2, em m s Equação 4.2 Δh = L 1 L 2, em mca Equação 4.3 Q = V A, em m 3 s Equação 4.4 Em que: Q = vazão, em m³/s; V = velocidade, em m/s; g = aceleração da gravidade, em m/s²; A = área da tubulação, em m². - Largura da calha = 0,20 m; - g = 9,81 m/s 2 ; - A = L 2 x 0,20 m 2. - Tubo de Pitot; - Quadro de pressões Piezômetros. 4 OBJETIVOS - Determinar a velocidade no tubo de Pitot; - Calcular a vazão na calha para essa velocidade; 6
5ª Experiência: Determinação da velocidade na Placa de Orifício 1 Q = K S 0 [2 g (d Hg 1) Δh] 2 Equação 5.1 S 0 S = m S 0 = S m Equação 5.2 Portanto: 1 Q = K S m[2 g (d Hg 1) Δh] 2 Equação 5.3 Δh = L 1 L 2, em mca Equação 5.4 Q = V A, em m 3 s Equação 5.5 Em que: Q = vazão, em m³/s; V = velocidade, em m/s; g = aceleração da gravidade, em m/s²; A = área da tubulação, em m². 1 DADOS - Diâmetro do tubo = 3 = 7,62 cm; - Valor de m=0,45; - Valor de K = 0,676; - d Hg = 13,6; - g = 9,81 m/s 2 ; - A = S = π D2 4, em m². 2 MATERIAL PARA EXPERIÊNCIA - Tubo Diafragma; - Quadro de pressões manômetro. 3 OBJETIVOS - Determinar a vazão no tubo Diafragma; - Calcular a velocidade na tubulação de 3 ; 7
PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE GOIÁS 6ª Experiência: Calibração do tubo Venturi 1 Q d = K d S m [2 g (d Hg 1) Δh d ] 2 Equação 6.1 1 Q v = K v S 1 m [2 g (d Hg 1) Δh v ] 2 Equação 6.2 Δh d = L 1 L 2, em mca Equação 6.3 Δh v = L 3 L 4, em mca Equação 6.4 Q = V A, em m 3 s Equação 6.5 Em que: Q = vazão, em m³/s; V = velocidade, em m/s; g = aceleração da gravidade, em m/s²; A = área da tubulação, em m². - Diâmetro do tubo do Diafragma = 3 = 7,62 cm; - Diâmetro do tubo do Venturi = 11/2 = 3,81 cm; - Valor de m = 0,45; - Valor de K d = 0,676; - Condição Q d = Q v ; - d Hg = 13,6; - g = 9,81 m/s 2 ; - A = S = π D2 4, em m². - Tubo Diafragma; - Tubo Venturi; - Quadro de pressões manômetros. 8
4 OBJETIVOS PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE GOIÁS - Determinar o coeficiente de calibração (Kv) do tubo Venturi; - Calcular a vazão no tubo Venturi; - Calcular a velocidade na tubulação do Diafragma; 9
7ª Experiência: Determinação da perda de carga no Tubo de Cobre h p = (d Hg 1) Δh, em mca Equação 7.1 J = h p L, em m m Equação 7.2 Δh = L 1 L 2, em mca Equação 7.3 - Comprimento da tubulação entre tomadas de pressão = 2,25 m; - d Hg = 13,6. - Tubulação lisa de 11/2 ; - Quadro de pressões manômetro. 4 OBJETIVOS - Calcular a perda de carga total (h p ); - Calcular a perda de carga unitária (J); 10
8ª Experiência: Determinação da perda de carga no Tubo Liso/Rugoso h p = (d Hg 1) Δh, em mca Equação 8.1 J = h p L, em m m Equação 8.2 Δh = L 1 L 2, em mca Equação 8.3 - d Hg = 13,6. - Tubulação rugosa de 11/2 ; - Quadro de pressões manômetro. 4 OBJETIVOS - Calcular a perda de carga total (h p ); - Calcular a perda de carga unitária (J); - Comparar o resultado com a perda de carga no tubo liso; 11
9ª Experiência: Determinação da perda de carga nos registros - Esfera e Gaveta h p = (d Hg 1) Δh, em mca Equação 9.1 Δh = L 1 L 2, em mca (Tubo liso sem registro) Equação 9.2 h pr = (d Hg 1) Δh, em mca Equação 9.3 Δh 1 = L 3 L 4, em mca (Tubo liso com registro) Equação 9.4 h ploc = h pr h p (Perda de carga localizada no registro) Equação 9.5 - d Hg = 13,6. - Tubulação lisa de 11/2 ; - Tubulação lisa de 11/2 com registro de gaveta aberto; - Quadro de pressões manômetros. 4 OBJETIVOS - Calcular a perda localizada no registro (h ploc ); 12
10ª Experiência: Determinação da perda de carga - Joelho e Curvas h pj = (d Hg 1) Δh, em mca Equação 10.1 Δh = L 1 L 2, em mca (Joelho) Equação 10.2 h pc = (d Hg 1) Δh, em mca Equação 10.3 Δh 1 = L 3 L 4, em mca (Curva) Equação 10.4 - d Hg = 13,6. - Joelho 45 ; - Curva 45 ; - Quadro de pressões manômetros. 4 OBJETIVOS - Calcular a perda localizada na curva e no joelho; 13
11ª Experiência: Determinação da perda de carga Registro de Gaveta e Esfera h pg = (d Hg 1) Δh, em mca Equação 11.1 Δh = L 1 L 2, em mca (Registro de gaveta) Equação 11.2 h pe = (d Hg 1) Δh, em mca Equação 11.3 Δh 1 = L 3 L 4, em mca (Registro de esfera) Equação 11.4 - d Hg = 13,6. - Joelho 45 ; - Curva 45 ; - Quadro de pressões manômetros. 4 OBJETIVOS - Calcular a perda localizada nos registros de gaveta e esfera; 14