[RESPOSTA] ROTEIRO DE AULA PRÁTICA – FENOMENOS DE TRANSPORTE

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 dos Fluidos e por fim acessar a prática Ensaio de viscosidade_viscosímetro de Stokes.
2. Esta prática não necessita da utilização de EPI. Entretanto, para que não haja contaminação dos fluidos utilizados, os tubos com fluidos que não estiverem em utilização devem permanecer fechados, evitando que as amostras dos fluidos possam ser contaminadas. Além disso, as esferas devem ser higienizadas antes de cada utilização.
3. ENCONTRANDO A VELOCIDADE DE ESCOAMENTO – a determinação da velocidade de escoamento das esferas metálicas requer diversas medidas de tempo de queda entre dois pontos conhecidos. Acione o cronômetro. Em seguida, mova uma das esferas para o tubo que contém água. Cronometre o tempo de queda e repita esse procedimento mais três vezes. Em seguida, troque a esfera e repita o mesmo procedimento. Preencha a tabela abaixo:

Repita o mesmo procedimento nas tubulações contendo óleo e glicerina. Preencha outras duas tabelas iguais a Tabela 1, apenas trocando no cabeçalho da tabela para: Tubo com óleo 5W20 e Tubo com glicerina, respectivamente.

4. DETERMINANDO A VISCOSIDADE – Para o cálculo da viscosidade dinâmica neste experimento, deve ser utilizada a seguinte equação:

Os dados necessários para aplicar esta equação são apresentados abaixo:

• 𝜌𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜 (água) é de 1000 kg/m³;
• 𝜌𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜 (5w20) é de 852 kg/m³;
• 𝜌𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜 (glicerina) é de 1250 kg/m³;
• 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.

ROTEIRO DE AULA PRÁTICA 2

Unidade: 1

Aula (White Label)/Seção (KLS): Cinemática dos Fluidos/Seção 3

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 2

Atividade proposta

Através do Experimento de Reynolds você irá verificar o comportamento de um fluido (água) em uma tubulação. Deverá identificar os três tipos de escoamentos: laminar, transição e turbulento e a sua relação com o número adimensional de Reynolds.

Objetivos

• Determinar a vazão em uma tubulação.
• Identificar as características dos tipos de escoamento: laminar, transição e turbulento.
• Relacionar o comportamento do fluido com o número de Reynolds.

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 Experimento de Reynolds.
2. Quanto a segurança no laboratório de engenharia, esta prática requer o uso de sapatos fechados e cabelos presos.
3. VERIFICANDO O POSICIONAMENTO DAS VÁLVULAS: você deverá verificar a posição das válvulas de acordo com a tabela abaixo. As alterações necessárias devem ser feitas com a bancada desligada. Mude o posicionamento das válvulas se necessário clicando com o botão esquerdo do mouse sobre elas.

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.
6. MEDINDO A VAZÃO: Faça a medida do volume de água presente no reservatório. Considere as seguintes dimensões: 400 mm de comprimento, 320 mm de largura e 474 mm de altura. Logo depois, abra a válvula 14 numa porcentagem escolhida por você. Abra também o cronômetro e aperte o start. Espere proximamente 1 minuto, feche a válvula 14 e meça novamente o volume contido no reservatório.
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 3

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 Posicione as válvulas na seguinte posição: válvulas A1 e B2 abertas e válvulas B1 e A2 fechadas. Mude a câmera para “Bombas”, “Alt+4”. Em seguida, realize o posicionamento das válvulas clicando com o botão esquerdo do mouse sobre a manopla (parte laranja).
3. POSICIONANDO AS VÁLVULAS DAS LINHAS Configure as válvulas correspondentes a linha para realizar cada experimento. Comece a prática com a linha 1 (tubulação de PVC com 32 mm).

Posicione as válvulas de acordo com as configurações de cada linha (Parte Frontal da bancada):

Linha 1 – Tubo de PVC 32mm

• Válvulas abertas: C2, V03
• Válvulas fechadas: V04, V05, V06, V07, V08, V09, V10, V11

Linha 2 – Tubo de PVC 25mm

• Válvulas abertas: C2, V04
• Válvulas fechadas: V03, V05, V06, V07, V08, V09, V10, V11

Linha 3 – Tubo de Cobre 28mm

• Válvulas abertas: C2, V05
• Válvulas fechadas: V03, V04, V06, V07, V08, V09, V10, V11

Linha 4 –