Segunda aula complemento_12009
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Para se refletir e conhecer a qualidade observada nos estudos propostos, proponho
as questões a seguir:
Para construir a qualidade profissional denominada de empregabilidade é fundamental que se construa uma
formação alicerçada na excelência e na conscientização que ela deve ser contínua.
No momento qual a
sua profissão?
O que deve ser feito para
se ter sucesso nela?
O que possibilitará o
sucesso na minha profissão?
Como acontece a transformação
do estudante em engenheiro(a)?
Refletindo sobre a
qualidade nos estudos
17/2/2009 - v3
Após as reflexões anteriores, lembrem que
não dá para fazer engenharia com truques e
ilusões, já que:
A (o) engenheira
(o) basicamente se forma para
Resolver problemas
Criar oportunidades
relação
equação manométrica
determinação da pressão
em uma seção do escoamento
incompressível e em reg. permanente
equação da energia
determinação do
semtido do escoamento
tipos de perda de carga
cálculo da perda
conceito de Leq
determinação da vazão
Através dos exercícios
objetiva-se recordar:
17/02/2009 - v2
peso específico
x
massa específica
viscosidade absoluta
x
viscosidade cinemática
distribuída
localizada ou singular
diagrama de Rouse
G1O dispositivo mostrado na figura abaixo mede o
diferencial de pressão entre os pontos A e B de umatubulação por onde escoa água.
Sabendo-se que:
Com base nos dados apresentados na figura, sabendo que o tubo é de cobre de 25 mm de diâmetro interno e que a viscosidade da água pode ser considerada igual a 10-6 m2/s, pede-se estimar a vazão de escoamento d’água.
m1L BA
G2A camisa de resfriamento de um reator experimental está
sendo alimentada por uma salmoura alcoólica a 20% através de um tubo isolado de cobre com 20,6 mm de diâmetro interno. Num trecho reto e sem válvulas ou qualquer outro acessório a salmoura circula a –1oC e
pressão pouco acima da atmosférica. Um manômetro em U ligado em tomadas de pressão distantes 4,5 m uma da outra indica uma perda de carga que é representada pelo desnível de 5,9 cm do fluido manométrico, que no caso é
o mercúrio. Nestas condições determine a vazão da salmoura.
Dados:
Massa específica da salmoura igual a 977,6 kg/m3
e sua viscosidade igual a 5,5x10-3 (Pa x s)
G3A camisa de resfriamento de um reator experimental está
sendo alimentada por uma salmoura alcoólica a 20% através de um tubo isolado de cobre com 20,6 mm de diâmetro interno. Num trecho reto e sem válvulas ou qualquer outro acessório a salmoura circula a –1oC e
pressão pouco acima da atmosférica. Um manômetro em U ligado em tomadas de pressão distantes 4,5 m uma da
outra que origina uma variação de pressão entre as duas seções consideras de 5,9 cm de coluna d’água. Nestas condições
determine a vazão da salmoura.
Dados:
Massa específica da salmoura igual a 977,6 kg/m3
e sua viscosidade igual a 5,5x10-3 (Pa x s)
G4Para a instalação esquematizada pela figura pede-se determinar a vazão de escoamento e a rugosidade equivalente da tubulação, sabendo-se que a bomba
fornece 20 m de energia por unidade de peso ao fluido e que a perda de carga singular na válvula é 3m.
Dados: f = 0,03; Dint = 10 cm; = 2 x 10 -6 m2/s
G5Na instalação esquematizada pela figura a bomba fornece
ao fluido 37,5 m de energia por unidade de peso. Sabendo-se que o comprimento total da tubulação é
35 m; que a somatória dos comprimentos equivalentes é9,17 m; que o diâmetro interno da tubulação de aço é
0,0158 m e que as características da água à 20º C são: = 10 4 N/m3 e = 10 -6 m2/s, pede-se determinar
a vazão nesta situação, supondo escoamento em regime permanente.
G6Para a instalação esquematizada pela figura onde são dados :
interno do tubo = 10 cm ; Q = 10 l/s ; pA = 2 x 10 4 N/m2 ; p3 = 0KS1 = K S4 = 1,0 ; p0 = 3x10 4 N/m 3 ; H2O = 10 4 N/m 3 ; g = 10 m/s 2
e sentido de escoamento de (A) para (3), determinar:a) o coeficiente de perda de carga distribuída;
b) a pressão de escoamento na seção (5);
c) a energia por unidade de peso fornecida pela bomba ao fluido ( HB )
G7Na tubulação de ferro fundido da figura escoa um fluido de pesoespecífico = 7840 N/m 3 e = 3x10 - 5 m2/s . Nessas condições apressão na tubulação a 400 m do reservatório (seção x) é 0,49 bar.
Pede-se:a) qual a vazão;b) qual a pressão p0 que provoca o dobro da vazão;c) qual o comprimento equivalente da singularidade (referente aoítem b).
G1 = Mauro, Patrícia, Bruno Bellini e Felipe Luz.
Observando a figura ao lado, pode-se concluir que pB
é maior que pA, como as cotas e as velocidades médias netas seções são iguais, pode-se afirmar que o escoamento é de B para A.
y
m 1,010008,9
980pph
hg2
vpz
g2
vpz
:A a B de energia da equação a se-Aplicando
Pa 9808,910001,01,0pp
ypp
y1,0pp
OH
ABf
f
2AA
OH
AA
2BB
OH
BB
OHAB
OHarA
OHOHarB
2AB
AB22
2
2
22
G1 = Mauro, Patrícia, Bruno Bellini e Felipe Luz (cont.)
55341
6,19025,01,0
10
025,0fRe
L
g2DhDfRe
6
HfH
Como a material do tubo é cobre trata-se de um tubo considerado liso, como mostra o diagrama de
Rouse a seguir.
s
L 72,0
s
m 102,7
4
025,046,1Q
s
m 46,1
1023,0
6,19025,01,0v
6,19
v
025,0
1023,01,0
g2
v
D
Lfh
0,023f
:obtemos Rouse, de diagrama Pelo
34
2
22
Hf
G1 = Mauro, Patrícia, Bruno Bellini e Felipe Luz (cont.)
G2 = Larissa, Isadora, Marília e Eder.
9,9615,4
6,190206,0762,0
106,5
0206,0fRe
s
m 106,5
6,977
105,5
L
g2DhDfRe
m 762,08,96,977
6,977136008,9059,0ph
6
26
3
HfH
f
Como a material do tubo é cobre trata-se de um tubo considerado liso, como mostra o
diagrama de Rouse a seguir.
s
L 45,0
s
m 105,4
4
0206,034,1Q
s
m 34,1
5,4038,0
6,190206,0762,0v
6,19
v
0206,0
5,4038,0762,0
g2
v
D
Lfh
0,038f
:obtemos Rouse, de diagrama Pelo
34
2
22
Hf
G2 = Larissa, Isadora, Marília e Eder. (cont.)
G3 = Felipe Rossi, Renato, Nicholas e Ivander.
5,2735,4
6,190206,00616,0
106,5
0206,0fRe
s
m 106,5
6,977
105,5
L
g2DhDfRe
m 0616,08,96,977
590ph
m
N 59010000059,0p
6
26
3
HfH
f
2
s
L 11,0
s
m 101,1
4
0206,032,0Q
s
m 32,0
5,4055,0
6,190206,00616,0v
6,19
v
0206,0
5,4055,00616,0
g2
v
D
Lfh
0,055f
:obtemos Rouse, de diagrama Pelo
34
2
22
Hf
G3 = Felipe Rossi, Renato, Nicholas e Ivander. (cont.)
G4 = Ana Carolina, Érica, Bruno Lanças e Jennifer.
K
D obtém se Rouse de diagrama no anteriores valores os Com
0,03f e 275000102
1,05,5Re
s
L 2,43
s
m 1032,4
4
1,05,5Q
s
m 5,5vv74,022
36,19
v
1,0
4503,0
6,19
v205
HHHH
:bomba da eixo noPHR o se-Adotando
H
6
32
2
2
22
p5B0 totais
G5 = Karen, Ana Raquel, Eduardo e Juliane.
:Rouse de diagrama no anteriores valores os Com
5,343106,4
0158.0
K
D
7,6937fRe
17,935
6,190158,05,27
10
0158,0fRe
m 5,27HH105,370
HHHH
:se-tem (0), nivel noPHR oi se-Adotando
5H
6
pp
p7B0
totaistotais
totais
G5 = Karen, Ana Raquel, Eduardo e Juliane.
(cont.)
s
L 49,0
s
m 109,4
4
0158,05,2Q
s
m 5,2
17,44031,0
6,190158,05,27v
6,19
v
0158,0
17,935031,05,27
031,0f
34
2
2
G6 = Rafael, Lina, Gabriel e Ariane.
a) o coeficiente de perda de carga distribuída;
Escolhemos as seções onde mais temos dados, neste caso a seção A e a seção 3. Assim podemos escrever a equação de energia como:
0248,027,1100
201,02f
20
27,1
1,0
100f2
s
m 27,1
1,0
41010v
4
DvAvQ
m 210
0102pphH
Hpp
Hg2
vpz
g2
vpz
2
2
2
32
4
43A
fp
p3A
p
2333
3
2AAA
A
3A3A
3A
3A
G6 = Rafael, Lina, Gabriel e Ariane. (cont.)
b) a pressão de escoamento na seção (5);
Pa oum
N 7780p
20
27,11
20
27,1
1,0
80248,0
20
27,11
10
10200
10
p3,1
:A emPHR se-Adotando
hhg2
vpz
g2
vpz
HHH
:A a 5 de energia da equação a se-Aplica
25
222
4
4
45
A5sf
2AaA
A
255
5
pA5
A5
A5
G6 = Rafael, Lina, Gabriel e Ariane. (cont.)
c) a energia por unidade de peso fornecida pela bomba ao fluido (HB).
m 24,9H
20
27,12
1,0
3210080248,0
010
1036,5H0
10
77801,3
HHHH
:bomba da eixo noPHR com
0, a 5 de energia da equação a se-Aplicando
B
2
4
4
B4
p0B5 total
G7 = Allan, Maira, Felipe Okada, Thales e Pamela.
.K
D de depende não f o
laminar escoamento do região na se-encontra Como
5,184500
6,1905,025,6
103
05,0fRe
m 25,6h
hg2
v00
g2
v
7840
100,490
:tubulação da eixo noPHR o se-Adotando
hHH
:saída a x de energia da equação a se-Aplica a)
H
5
f
f
225
fsx
sx
sx
sx
G7 = Allan, Maira, Felipe Okada, Thales e Pamela. (cont.)
s
L 63,0
s
m 103,6
4
05,032,0Q
s
m 32,0
50012,0
6,1905,025,6v
6,19
v
05,0
50012,025,6
12,0f
34
2
2
G7 = Allan, Maira, Felipe Okada, Thales e Pamela. (cont.)
m 42,006,0
05,05,0
f
DKLeq c)
Pa) (oum
N 2,162622p
6,19
64,05,0
05,0
90006,0
6,19
64,00
7840
p2
HHH
:tubulação da eixo noPHR o com energia da equação a Aplicando
06,01070
64
Re
64f
laminar escoamento1070103
05,064,0Re
s
m 64,0
05,0
1026,14v
s
L 26,163,02Q
HS
20
220
psaída0
5
2
3
nova
saída0