atps - mecanica dos fluidos 2

8/12/2019 ATPS - Mecanica Dos Fluidos 2

1/12

FACULDADE ANHANGUERA DE CAMPINAS

UNIDADE 3

CURSO DE ENG. PRODUO

5 SRIE

ATPSMecnica dos Fluidos

(ETAPAS 1, 2, 3 E 4)

CAMPINAS

MAIO 2014


2/12

Nome RA

Ariane Celisca Goncalves 3708604211

Daiana Corra 3708622171

Eduardo Viana Tonicioli 4414841883

Ricardo de Oliveira 4211809674

ATPSMecnica dos Fluidos

(ETAPAS 1, 2, 3 E 4)

Trabalho apresentado ao curso de

Graduao em Engenharia de

Produo, disciplina de Mecnica

dos Fluidos, ministrada pelo Prof-

Roberto Mac Intyer Simes, naFaculdade Anhanguera de

Campinas, Unidade 3.

CAMPINAS

MAIO 2014


3/12

Definio e Propriedades dos Fluidos.

Essa atividade importante para compreender as

propriedades dos fluidos e calcul-los para odesenvolvimento do projeto. Para realiza-la, devem

ser seguidos os passos descritos.

Definir a geometria que utilizar para desenvolver o

tanque principal, considerando que ele tenha 50

litros de gua quando completamente cheio; o

tanque auxiliar que tenha 3 litros de gua quando

completamente cheio e um tubo que fica quase que

perpendicular e conecta os dois tanques, com

dimetro de 10 Cm na sada e um comprimento de

15 cm. Desenhar o layout do projeto com o

dimensionamento dos tanques, dos canos, bombas,

fixao das resistncias e locais onde ficaro

conectores e circuitos de acionamento. Desenhar o

tanque principal e o auxiliar com o auxilio de

Software disponvel na unidade ou outro em Comum

acordo com o professor.

Resposta: Geometria utilizada, Paraleleppedo.


4/12

Volume = Largura x Comprimento x Altura = cm

1dm = 10cm => 1dm = 1Litro

50 Litros = 50dm = 50000cm => 3 Litros = 3dm =3000cm

Tanque de 50 Litros: 50cm x 40cm x 25cm =

50000cm => 50L

Tanque de 3 Litros: 10cm x 12cm x 25cm = 3000cm

=> 3L

Determinar o valor de massa de gua e o peso

especfico quando o tanque principal estiver

completamente cheio de acordo com a geometria

escolhida. Para efeito de clculos, considerar que a

massa especfica da gua igual a 0,998 cm.

Adotar a acelerao da gravidade igual a 9,81 m/s.

Resposta: M(gua) = ? (gua) = ? (gua) =0,998g/cm Volume = 50L


5/12

(gua) = (M(gua) )/V => 0,998g/cm = (M(gua)

)/50L => M(gua) = 0,998g/cm x 50L

M(gua) = 49,9gL/cm

(gua) = (gua) x g => (gua) = 0,998g/cm x

9,81m/s

(gua) = 0,098N/m

Passo 3

Pesquisar em livros da rea, revistas e jornais ou

sites da internet sobre a viscosidade da gua e por

que especialistas em aqurios recomendam utilizar

sal como uma forma de alterar a viscosidade em

torno do peixe.

Resposta: Viscosidade a resistncia apresentada

por um fluido alterao de sua forma, ou aosmovimentos internos de suas molculas umas em


6/12

relao s outras. A viscosidade de um fluido indica

sua resistncia ao escoamento sendo o inverso da

viscosidade, a fluidez. Devido a sua ligao dehidrognio, justifica-se a causa da gua ser pouco

viscosa, pois a ligao entre as molculas muito

forte, fazendo com que elas sejam muito unidas, e

se h uma perturbao em uma molcula, as

molculas ao seu redor, devido a forte ligao,

tambm sofreram conseqncia desta perturbao.

A gua em escoamento reage tenso de

cisalhamento, sofrendo uma deformao angular

que proporcional a essa tenso. Somente

viscosidade, a constante de proporcionalidade

definida como a razo entre essa tenso de

cisalhamento e o gradiente de velocidade.

Um Fator que determina a viscosidade a

Temperatura, que desempenha o papel de maior

importncia, pois ela que determina o aumento ou

a diminuio da viscosidade.

A viscosidade geralmente simbolizada pela letra

grega minscula "" e tem a dimenso de fora por

unidade de rea. Sua unidade no S.I. N.s/m.


7/12


8/12

1 Etapa

Passo 1

Definir a geometria que utilizar para desenvolver o tanque principal,considerando que ele tenha 50 litros de gua quando completamente cheio; otanque auxiliar que tenha 3 litros de gua quando completamente cheio e umtubo que fica quase que perpendicular e conecta os dois tanques, comdimetro de 10 cm na sada e um comprimento de 15 cm. Desenhar o layoutdo projeto com o dimensionamento dos tanques, dos canos, bombas, fixaodas resistncias e locais onde ficaro conectores e circuitos de acionamentoDesenhar o tanque principal e o auxiliar com o auxlio de software disponvelna unidade ou outro em comum acordo com o professor.

Figura 1: Vista frontal do tanque.

Figura 2: Vista superior do tanque.

Figura 3: Perspectiva do tanque.

Passo 2

Determinar o valor de massa de gua e o peso especfico da gua quando o

tanque principal estiver completamente cheio de acordo com a geometriaescolhida. Para efeito de clculos, considerar que a massa especfica da gua igual a 0,998 g/cm3. Adotar a acelerao da gravidade igual a 9,81 m/s.

e=0,998g/cm998kg/m

g=9,81m/s

v=50L0,05m

=e.g998.9,819790,38N/cm^3

=P/vP=.v9790,38.0,05=489,52N/m

Passo 3

Pesquisar em livros da rea, revistas e jornais ou sites da internet sobre aviscosidade da gua e por que especialistas em aqurios recomendam utilizarsal como uma forma de alterar a viscosidade em torno do peixe.

Viscosidade dinmica


9/12


10/12

estabelecida.

A=r^2A=0,0314m

V=d.AV=4,210^(-3) m

Q_V=dA/tt=d A/Q_V t=31,82s

Passo 3

Calcular o nmero de Reynolds e descobrir qual o regime de escoamentopara a tubulao que faz o enchimento do tanque principal.

R_(e=) 1000.2.0.1/(1x10^(-3) ) R_e=210^5Escoamento Laminar

3Etapa:

Passo 1

Pesquisar em livros da rea, revistas e jornais ou sites da internet sobre emquais condies ou hipteses se pode utilizar a Equao de Bernoulli e quaisas consideraes devem ser feitas no seu projeto para que a mesma sejautilizada.

Resposta: A equao de Bernoulli, como o prprio nome indica, foidesenvolvida pelo matemtico e fsico suo Daniel Bernoulli (1700-1782).

A integrao da equao dp/ + g dz + v dv = 0, no caso de massa especfica

constante, origina a equao de Bernoulli: gz + v2/2 + p/ = constante.

A constante de integrao (designada constante de Bernoulli) varia, em geral,de uma linha de corrente outra, mas permanece constante ao longo de uma

linha de corrente num escoamento permanente, sem atrito, de um fluidoincompressvel. Estas quatro hipteses so necessrias e devem ser lembradasquando da sua aplicao.

Passo 2

Calcular a presso na entrada do tanque principal, considerando que os 15 cmde comprimento do tubo seja igual altura de diferena entre o tanque

principal e o tanque auxiliar e que o tanque principal seja aberto atmosfera.Considerar que a velocidade no tubo varia de 1,95 m/s at 2,05 m/s.

Resposta:


11/12

P_ATM+z_P+P_P/+(V_P^2)/2g=z_S+P_S/+(V_S^2)/2gP_P=(P_S/+(V

_S^2)/2g-(V_P^2)/2g+P_ATM )

P_P=(1012310^4/10000+1,95^2/2.10-2,05^2/2.10-

101230)10000P_P=9,110710^9 Pa

Passo 3

Calcular a energia trmica ou interna no tubo por unidade de peso, supondoque o escoamento adiabtico, isto , sem trocas de calor e esse aquecimento provocado pelo atrito do lquido com o tubo. Para efeito de clculos,considerar que a massa especfica da gua igual a 0,998 g/cm3. Adotar aacelerao da gravidade igual a 9,81 m/s.

Resposta:

Q=V_M.AQ=2,05.0,0314Q=0,06437 m^3/s

H=P/+V/2g+zH=9,110710^8/10000+2,05^2/2.10+0,015

H=91100+0,21+0,015=91100,225m

N=QH_BN=10000.0,06437.91100,225N=5,8610^7 W

4 Etapa:

Passo 1

Pesquisar sobre resistncias trmicas como as que so utilizadas em chuveirosou torneiras eltricas, coletar os dados de tenso, corrente, potncia e verificarcomo devem ser instaladas corretamente. Calcular a radiao trmica emitida

pela resistncia no tanque auxiliar, considerando a temperatura de

aquecimento definida pela prpria equipe, tambm considerar para o clculo agua no tanque inicialmente a temperatura ambiente, a geometria daresistncia e uma emissividade da superfcie de 80%.

Resistncia trmica a capacidade dos materiais em "reter" o calor.

Quanto maior o valor de "R", melhor o seu desempenho trmico-isolaotrmica do material.Quando ligado aos terminais de uma bateria, o resistortransforma parte da energia que chega at ele em energia trmica.

Como mostra a figura acima, um resistor de resistncia R percorrido poruma corrente eltrica i quando ligado aos terminais de uma fonte (bateria) de


12/12

tenso U. Ao percorrer o circuito e chegar at o resistor R, a energia recebidapelas cargas eltricas transformada em energia trmica no resistor. Issoacontece diariamente quando ligamos o chuveiro eltrico, que possui umaresistncia interna.

A corrente eltrica, ao passar pelo resistor, faz com que ele se aquea,liberando calor. Assim, podemos dizer que quando a energia transformadaem calor, dizemos que ela foi dissipada. Desta forma, tambm podemos dizer

potncia dissipada, que nada mais do que a energia que se transformou emcalor por unidade de tempo.

=Q/t(0,06437)/(31,82)2,0197 10^(-3)

Passo 2

Calcular a taxa de transferncia de calor das paredes do tanque para oambiente a partir da geometria do projeto, da condutividade do material queser utilizado na confeco e da variao da temperatura que serestabelecida, considerando a temperatura na gua aquecida pelos resistores e atemperatura ambiente ao redor do tanque. A partir dos resultados, descobrirqual a porcentagem de perda de calor entre as resistncias at chegar aoambiente.

Q=kA/L T0,14.0,0314/0,05Q=0,87H

atps - mecanica dos fluidos 2

Documents