Roteiro para fazer prática, Esquemas de Fenômenos de Transporte

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Roteiro de Aula Prática

Fenômenos de Transporte

Disciplina: Fenômenos de Transporte

Clique aqui e veja orientações e exemplos de roteiro de aula prática. ROTEIRO DE AULA PRÁTICA 1

Unidade: 1

Aula (White Label)/Seção (KLS): Estática dos fluidos/ Seção 2

SOFTWARE

☐Software / ☒ Acesso on-line ☒Pago / ☐ Não Pago Infraestrutura: Computador Desktop ou laptop apresentando o mínimo de 4MB de memória RAM e deve ter acesso a internet Descrição do software: O ALGETEC Laboratórios Virtuais é uma ferramenta online que simula situações reais de laboratórios nas áreas de engenharia e saúde e seguem com alto grau de fidelização os experimentos realizados nos equipamentos físicos da ALGETEC. ATIVIDADE PRÁTICA 1 Atividade proposta: Nesta prática você irá determinar a velocidade de escoamento e a viscosidade de fluidos através da análise do deslocamento de esferas metálicas com diferentes diâmetros, quando imersas em fluidos com viscosidades distintas. Com o auxílio do viscosímetro de Stokes irá obter os tempos de queda livre das esferas nos fluidos e, com isso, encontrar a viscosidade dinâmica dos fluidos de forma experimental, podendo realizar uma comparação com os valores teóricos. Objetivos: Determinar a viscosidade de diferentes fluidos Diferenciar a viscosidade dinâmica e a viscosidade cinemática Compreender a relação entre a velocidade de escoamento e as propriedades dos fluidos Compreender a lei de Stokes através da aplicação do viscosímetro na determinação da viscosidade do fluido Procedimentos para a realização da atividade: Para realizar este experimento, siga os passos indicados abaixo:

1. Acessar o laboratorio virtual do site da ALGETEC. Em seguida clicar em cursos, buscar a aba Labs Específicos de Engenharia. Após, selecionar o Laboratório de Mecânica

• 𝜌𝑒𝑠𝑓𝑒𝑟𝑎 é de 7850 kg/m³;
• 𝑔 é de 9,81 m/s². Utilize também as velocidades de escoamento calculadas anteriormente. Os valores reais da viscosidade cinemática dos fluidos utilizados neste experimento são:
• A viscosidade cinemática da água é de 9,86 × 10−7 m²/s.
  • A viscosidade cinemática do óleo 5W20 é de 5,05 × 10−5 m²/s.
• A viscosidade cinemática da glicerina é de 6,61 × 10−4 m²/s. Sabendo que o erro relativo percentual pode ser encontrado utilizando a seguinte formula: Realize o cálculo da viscosidade cinemática e do erro relativo percentual para cada viscosidade cinemática encontrada. OBS: Para realizar o cálculo da velocidade corrigida, apresentada na equação , é necessário saber o valor de R (raio interno do tubo), que no caso deste laboratório virtual é de 22 milímetros. Por fim, preencha os dados calculados na Tabela 2: Tabela 2: Dados para Análise da água Repita o procedimento de Determinação da Viscosidade para os Fluidos óleo e glicerina. Ao final do experimento desabilite o cronômetro e assegure que todas as esferas estão na mesa.

Checklist:

• Acessar o Algetec
• Acessar o experimento da aula prática
• Ler o Sumário Teórico_Determinação da Viscosidade de Fluidos
• Fazer os experimentos de deslocamento com as esferas metálicas nos três fluidos
• Anotar todos os dados e tirar prints das telas dos resultados.. Resultado: Aluno, você deverá entregar: Você deverá entregar um documento (formato docx) contendo as tabelas com os resultados obtidos no experimento, os prints de tela com a sequência do experimento e as respostas as seguintes perguntas:
  1. Compare os valores encontrados para a viscosidade cinemática de forma experimental com o valor da viscosidade cinemática real. Os valores encontrados podem ser utilizados para representar a viscosidade cinemática da água? Justifique.
  2. Quais são as principais fontes de erros para este experimento? Referências: ALGETEC. Roteiro de Experimentos: Determinação da Viscosidade de Fluidos. ALGETEC. Sumário Teórico: Determinação da Viscosidade de Fluidos.

OBS: o diâmetro interno no tubo de Reynolds é D = 44 mm

4. HABILITANDO AS BOMBAS: Posicione a válvula 2c com 40% da sua capacidade, habilite as bombas no painel elétrico e aperte o botão de ligar. Após observar o fluxo de água no rotâmetro, abra a válvula 2c completamente.

5. ENCHENDO O RESERVATÓRIO DE ÁGUA: Ajuste o potenciômetro para o controle de vazão para que a água entre no reservatório. Em seguida, feche a válvula 13, assim que perceber que o nível de água no reservatório está subindo, feche a válvula 12 após o reservatório encher completamente.

7. OBSERVANDO O REGIME DE ESCOAMENTO: Abra a válvula 15 para que o fluido com corante comece a escoar. Quando observar o fluxo através da pipeta, abra a válvula 14, controlando a vazão com mesma porcentagem escolhida no passo anterior. É necessário esperar o fluxo se estabilizar para começar a medição. Checklist:

• Acessar o Algetec
• Acessar o experimento da aula prática
• Ler o Sumário Teórico_Experimento de Reynolds
• Realizar o experimento na Bancada Didática de Mecânica dos Fluidos e Bombas.
• Anotar todos os dados e tirar prints das telas dos resultados Resultados da aula prática: Aluno, você deverá entregar: Você deverá entregar um documento (formato docx) com os prints de tela com a sequência do experimento e as respostas as seguintes perguntas:

1. A partir dos dados obtidos no laboratório, determine a vazão do sistema.
2. Qual o regime de escoamento observado no experimento? Referências: ALGETEC. Roteiro de Experimentos: Experimento de Reynolds. ALGETEC. Sumário Teórico: Experimento de Reynolds.

ROTEIRO DE AULA PRÁTICA 3

Unidade: 2

Aula (White Label)/Seção (KLS): Perda de Carga em um Escoamento Interno/ Seção

SOFTWARE

☐Software / ☒ Acesso on-line ☒Pago / ☐ Não Pago Infraestrutura: Computador Desktop ou laptop apresentando o mínimo de 4MB de memória RAM e deve ter acesso a internet Descrição do software: O ALGETEC Laboratórios Virtuais é uma ferramenta online que simula situações reais de laboratórios nas áreas de engenharia e saúde e seguem com alto grau de fidelização os experimentos realizados nos equipamentos físicos da ALGETEC. ATIVIDADE PRÁTICA 3 Atividade proposta: Este experimento realizado na bancada didática de mecânica dos fluidos permite verificar o comportamento do escoamento da água em tubulações de diferentes diâmetros e materiais, medindo a perda de carga em cada caso. Você deverá variar a vazão do escoamento e verificar sua influência no sistema, realizando a leitura da diferença de pressão entre os pontos de medição (perda de carga) utilizando o manômetro em U. Os dados de perda de carga obtidos experimentalmente serão comparados com os resultados teóricos calculados utilizando diagrama de MOODY. Objetivos:

• Identificar a relação de dependência entre a perda de carga e a vazão;
• Determinar o número de Reynolds para cada caso estudado;
• Compreender como o material utilizado na fabricação dos condutos influencia na queda de pressão de um fluido em movimento. Procedimentos para a realização da atividade: Para realizar este experimento, siga os passos indicados abaixo:
  1. Acessar o laboratorio virtual do site da ALGETEC. Em seguida clicar em cursos, buscar a aba Labs Específicos de Engenharia. Após, selecionar o Laboratório de Mecânica dos Fluidos e por fim acessar a prática Perda de Carga Distribuída.
  2. POSICIONANDO AS VÁLVULAS DAS BOMBAS

4) CONECTAR AS MANGUEIRAS

Conecte as mangueiras de tomada de pressão na linha a qual o experimento será realizado. A distância entre os pontos de tomada de pressão é de um metro em qualquer uma das linhas.

5. LIGAR A BOMBA Mantenha o botão de emergência desativado. Habilite a bomba 2. Posicione o potenciômetro de vazão no centro da sua escala. Ligue o sistema.
6. VARIANDO A VAZÃO Varie a vazão utilizando o potenciômetro. Anote a vazão, bem como a perda de carga correspondente. Você precisará determinar cinco pontos. Para realizar a prática em outra linha você deverá desligar o painel elétrico, desabilitar a bomba 2 e desconectar a mangueira. Em seguida, configure a bancada para realizar a prática com outra linha, de acordo com as configurações descritas no item 2 deste roteiro, e seguindo os demais itens. Depois de determinar os cinco pontos para cada linha, ao final da prática, desabilite a bomba 2, desligue o sistema, desconecte as mangueiras e retorne as válvulas para a sua posição inicial.

Checklist:

• Acessar o Algetec
• Acessar a prática
• Ler o Sumário Teórico_Perda de Carga Distribuída
• Realizar o experimento na Bancada Didática de Mecânica dos Fluidos e Bombas
• Variar a vazão e ler o manômetro U
• Anotar todos os dados Resultados da aula prática: Aluno, você deverá entregar: Você deverá entregar um documento (formato docx) contendo:
  1. O cálculo da perda de carga utilizando o DIAGRAMA DE MOODY (teórico)
  2. O cálculo do desvio relativo em relação às perdas de carga obtidas teoricamente e a lida no manômetro U no experimento.
  3. Quais são as principais fontes de erros para este experimento? A discrepância foi grande entre os valores teóricos e experimentais? Para os cálculos, considere que a distância entre os pontos de tomada de pressão é de um metro em qualquer uma das linhas.
  4. Qual a influência do diâmetro da tubulação, do material e da vazão na perda de carga distribuída? plote os valores de Vazão x Perda de Carga utilizando um software gráfico para realizar esta análise. Referências: ALGETEC. Roteiro de Experimentos: Perda de Carga Distribuída. ALGETEC. Sumário Teórico: Perda de Carga Distribuída

2. Quanto a segurança no laboratório de engenharia, esta prática requer o uso de sapatos fechados, cabelos presos e luvas de borracha nitrílica.
3. SELECIONANDO E ENCAIXANDO O TROCADOR DE CALOR: Coloque um dos trocadores de calor sobre a bancada e o conecte aos canos. Faça a prática preferencialmente nesta ordem: trocador de tubos concêntricos, trocador de calor casco tubo e trocador de calor do tipo placas, respectivamente. Visualize os trocadores de calor clicando com o botão esquerdo do mouse na câmera com o nome “Trocadores” localizada dentro do painel de visualização no canto superior esquerdo da tela. Se preferir, também pode ser utilizado o atalho do teclado “Alt+2”. Leve o trocador de calor do tipo tubos concêntricos para a bancada e o encaixe clicando com botão direito do mouse sobre ele e selecionando a opção “Encaixar trocador”.
4. LIGANDO AS BOMBAS Energize o painel, ligue o aquecedor e espere a temperatura chegar a 60⁰C. Acompanhe a temperatura pelos indicadores, quando ela chegar a 60⁰C, o aquecedor irá se desligar automaticamente, após isso, abra as válvulas e ligue as bombas. Com o botão esquerdo do mouse clique no painel e energize o painel clicando no botão de emergência. Ligue o aquecedor clicando com botão esquerdo do mouse na parte verde do botão “Habilitar Aquecedor”. E para visualizar os indicadores clique com o botão esquerdo em “indicadores”. Para abrir as vávulas clique sobre elas com o botão esquerdo do mouse e para ligar as bombas retorne ao painel e clique com botão na parte verde de seus respectivos botões.

5) VARIANDO A VAZÃO

Aumente a vazão da bomba dois através do potenciômetro que se encontra no painel e observe a variação de temperatura nos indicadores. Para uma melhor compreensão, observe a variação de temperatura para diferentes vazões. Checklist:

• Acessar o Algetec;
• Acessar a prática;
• Ler o Sumário Teórico_Trocador de Calor;
• Realizar o experimento na Bancada Didática para Estudos em Trocadores de Calor;
• Anotar todos os dados e tirar prints das telas dos resultados. Resultados da aula prática: Aluno, você deverá entregar: Você deverá entregar um documento (formato docx) com os prints de tela com a sequência do experimento e as respostas as seguintes perguntas:
  1. Quais as principais vantagens da utilização de trocadores de calor?
  2. Qual tipo de trocador é mais utilizado na indústria de alimentos? Justifique.