quinta aula de mecânica dos fluidos para engenharia ... ?· ranald v. giles, jack b. evett e cheng...

Download Quinta aula de mecânica dos fluidos para engenharia ... ?· RANALD V. GILES, JACK B. EVETT E CHENG LIU E EDITADO PELA MCGRAW-HILL EM 1997 . ... Quinta aula de mecânica dos fluidos para engenharia química (ME5330)

Post on 01-Feb-2018

214 views

Category:

Documents

2 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • Quinta aula de mecnica dos fluidos para engenharia qumica (ME5330)

    16/03/2010

  • Vamos decidir os ganhadores da criao dos vdeos

  • Classificao

  • Tendo os ganhadores proponho a reflexosobre a atividade relacionada com a criaodo artigo tcnico referente a CCI e a bancada

    do laboratrio

  • AGORA EU QUERO VER!

  • VAMOS FAZER UM TOR DE IDIAS COMEANDO COM O MINDMAPPING A

    SEGUIR

    O que isso?

  • CCI

    Curva Caractersitida da Instalao

    ou

    Curva Caractersitica do Sistema

    16/03/2010 - v2

  • O que ?

    CCI

    Curva Caractersitida da Instalao

    ou

    Curva Caractersitica do Sistema

    16/03/2010 - v5

  • O LUGAR GEOMTRICO QUE REPRESENTA A CARGA

    NECESSRIA PARA O FLUIDO ESCOAR NA INSTALAO

    CONSIDERADA COM UMA VAZO Q.

    )Q(fHS

  • O que ?

    Como obtida?

    CCI

    Curva Caractersitida da Instalao

    ou

    Curva Caractersitica do Sistema

    16/03/2010 - v8

  • CONSIDERANDO UMA INSTALAO HIDRULICA COM UMA ENTRADA E UMA SADA,

    PODE-SE AFIRMAR QUE A CCI OBTIDA APLICANDO-SE A

    EQUAO DA ENERGIA ENTRE A SEO INICIAL E SEO FINAL.

    totaispfinalSinicialHHHH

  • 2

    2nH

    nn

    21nH

    1n1n

    21mH

    1m1m

    2mH

    mm

    2f

    2fff

    fS2i

    2iii

    i

    2j

    n

    mj H

    jj

    2fif

    fS

    2iii

    i

    pfinalSinicial

    Q

    Ag2

    1

    D

    LeqLf

    Ag2

    1

    D

    LeqLf

    ...Ag2

    1

    D

    LeqLf

    Ag2

    1

    D

    LeqLf

    Ag2

    QypzH

    Ag2

    Qypz

    g2

    v

    D

    LeqLf

    g2

    vpzH

    g2

    vpz

    HHHH

    n

    1n

    1m

    m

    j

    totais

    y um binrio, ou seja, y=0 se no houver a velocidade na seo e y = 1,0 se houver

    velocidade na seo.

  • 2

    2nH

    nn

    21nH

    1n1n

    21mH

    1m1m

    2mH

    mm

    2

    2i

    ii2f

    ffififS

    Q

    Ag2

    1

    D

    LeqLf

    Ag2

    1

    D

    LeqLf

    ...Ag2

    1

    D

    LeqLf

    Ag2

    1

    D

    LeqLf

    Q)Ag2

    y

    Ag2

    y(

    )pp()zz(H

    n

    1n

    1m

    m

  • CONSIDERANDO UMA INSTALAO COM UM NICO DIMETRO

    22

    H

    2

    2i

    ii2f

    ffestticaS

    ififesttica

    2

    2H

    2

    2i

    ii2f

    ffififS

    QAg2

    1

    D

    LeqLfQ)

    Ag2

    y

    Ag2

    y(HH

    )pp()zz(H

    QAg2

    1

    D

    LeqLfQ)

    Ag2

    y

    Ag2

    y(

    )pp()zz(H

    VAMOS REFLETIR SOBRE A CCI CONSIDERANDO ESSA EQUAO

  • O que ?

    Como obtida?

    Para que serve?

    CCI

    Curva Caractersitida da Instalao

    ou

    Curva Caractersitica do Sistema

    16/03/2010 - v11

  • INICIALMENTE SERVE PARA VER A NECESSIDADE DE SE TER, OU NO, NA INSTALAO UMA

    BOMBA.

    SE A CARGA ESTTICA FOR NEGATIVA PODE NO HAVER NECESSIDADE DA BOMBA, ISSO

    SER DECIDIDO COMPARANDO-SE A VAZO DE QUEDA LIVRE COM A VAZO DE PROJETO

    (VAZO DESEJADA MULTIPLICADA POR UM FATOR DE SEGURANA), SE A VAZO DE QUEDA

    LIVRE FOR MAIOR OU IGUAL A VAZO DE PROJETO NO H NECESSIDADE DA BOMBA.

  • SE A VAZO DE QUEDA LIVRE FOR MENOR QUE A VAZO DE PROJETO H NECESSIDADE DA

    BOMBA.

  • O que ?

    Como obtida?

    Para que serve?O que pode alter-la?

    CCI

    Curva Caractersitida da Instalao

    ou

    Curva Caractersitica do Sistema

    16/03/2010 - v13

  • 22

    H

    2

    2i

    ii2f

    ffififS Q

    Ag2

    1

    D

    LeqLfQ)

    Ag2

    y

    Ag2

    y(

    )pp()zz(H

    Primeira possibilidade de artigo tcnico: variao da diferena das cargas potenciais deposio.

    (zf - zi)

    (zf - zi)

    Variao da diferena das

    cargas potenciais de posio

    zf - zi

    16/03/2010 - v2

    mxima

    mnima

    comparar

    Considere o estudo na bancada do laboratrio

  • 22

    H

    2

    2i

    ii2f

    ffififS Q

    Ag2

    1

    D

    LeqLfQ)

    Ag2

    y

    Ag2

    y(

    )pp()zz(H

    Segunda possibilidade de artigo tcnico: trabalhar com o coeficiente de perda de cargadistribuda constante (f = 0,02) e com o mesmovariando com a vazo (considerar o f maior obtidopela planilha disponvel em:

    http://www.escoladavida.eng.br/mecfluquimica/planejamento_12010/consulta.htm

    Considere o estudo na bancada do laboratrio

    Terceira possibilidade de artigo tcnico: trabalhar com o coeficiente de perda de cargadistribuda constante (f obtido para o escoamentohidraulicamente rugoso) e com o mesmo variandocom a vazo (considerar o f maior obtido pelaplanilha disponvel em:

    http://www.escoladavida.eng.br/mecfluquimica/planejamento_12010/consulta.htm

  • EXISTEM OUTRAS POSSIBILIDADES

    f constante

    f variavel

    trabalhar com o coeficiente de perda

    de carga distribuda constante (f = 0,02)

    e com o mesmo variando com a vazo

    16/03/2010 - v2

    0,02

    escoamento turbulento e

    hidraulicamente rugoso

    http://www.escoladavida.eng.br/mecfluquimica/planejamento_12010/consulta.htm

    Haaland

    Swamee e Jain

    Churchil l

    plani lha

    SURGEM OUTRAS POSSIBILIDADES

    AQUI.

  • 2

    2sH

    2

    2i

    ii2f

    ffififS Q

    Ag2

    1)k

    D

    Lf(Q)

    Ag2

    y

    Ag2

    y(

    )pp()zz(H

    22

    H

    2

    2i

    ii2f

    ffififS Q

    Ag2

    1

    D

    LeqLfQ)

    Ag2

    y

    Ag2

    y(

    )pp()zz(H

    OU

    Quarta possibilidade de artigo tcnico: obter a equao da CCI com os comprimentosequivalentes e com os coeficientes de perda decarga singular ou localizada.

    IMPORTANTE SENTIR A DIFICULDADE PARA SE OBTER OS COMPRIMENTOS EQUIVALENTES E OS COEFICIENTES DE PERDA

    DE CARGA LOCALIZADA.

  • Exemplo 1:

    PODE-SE OBSERVAR QUE S TABELADO O Leq para a reduo (2 x 1), no existe o valor

    para a ampliao de 1 x 2.

    Para obter a informao optamos em mandarum e-mail para a Tupy, vejam a resposta no

    prximo slide.

  • INCLUSIVE ESSA INFORMAO TAMBM DARIA UM ARTIGO

    TCNICO

  • COMO A INFORMAO DADA PELO REPRESENTANTE DA TUPY NO COERENTE COM A MAIORIA DAS REFERNCIAS DE MECNICA DOS FLUIDOS, J QUE PARA ELAS EXISTE DIFERENA

    ENTRE OS Leq E OS Ks PARA REDUES E AMPLIAES, DEVE-SE BUSCAR VALORES PARA O

    Leq E O Ks EM QUESTO.

    EXEMPLO: A TABELA A SEGUIR QUE FOI EXTRADA DA PGINA 76 DO LIVRO: BOMBAS INDUSTRIAIS

    SEGUNDA EDIO, ESCRITO POR EDSON EZEQUIEL DE MATTOS E REINALDO DE FALCO E

    EDITADO PELA EDITORA INTERCINCIA EM 1998.

  • APROVEITO PARA MOSTRAR OS

    COMPRIMENTOS DAS VLVULAS DE TRS VIAS,

    J QUE O MESMO TAMBM NO FCIL DE

    SER ENCONTRADO

  • Leq DA VALVULA DE 3 VIAS

  • OUTRA FONTE QUE DISCORDA DA INFORMAO DO REPRESENTANTE DA TUPY O LIVRO: MECNICA DOS

    FLUIDOS E HIDRULICA SEGUNDA EDIO , QUE FOI ESCRITO POR

    RANALD V. GILES, JACK B. EVETT E CHENG LIU E EDITADO PELA

    MCGRAW-HILL EM 1997

  • ISSO PARA MIM NOVIDADE!

  • Exemplo 2A seguir fornece-se os valores encontrados no livro: Fluido na Indstria operaes

    unitrias volume 2 escrito por Reynaldo Gomide.

    PELO INMETRO O COEFICIENTE DE PERDA DE CARGA SINGULAR PODE CHEGAR AT 40

  • IMPORTANTE OBSERVAR QUE NO TENHO, E NEM SONHO, EM TER TODAS AS RESPOSTAS, O QUE ME IMPORTANTE

    TER A CORAGEM DE PERGUNTAR SEMPRE E A CRIAR A MOTIVAO PARA BUSCAR

    AS POSSVEIS RESPOSTAS.

  • Quinta possibilidade de artigo tcnico: obter a equao da CCI considerando a tubulao nova(rugosidade equivalente tabelada) e tubulao nonova (rugosidade equivalente obtidaexperimentalmente).

    Mais uma vez fundamenta que seja considerado o estudo na bancada do laboratrio.

    Sexta possibilidade de artigo tcnico: obter a equao da CCI considerando a variao datemperatura ambiente e a se considerando que atemperatura do fluido encontra-se a 2 (dois) graus amenos.

    Aqui alm de considerar o estudo na bancada do laboratrio, considera-se as temperaturas mxima e

    mnima de So Bernardo do Campo.

  • IMPORTANTE OBSERVAR QUE TAMBM POSSVEL SE COMBIANAR DUAS OU MAIS DAS POSSIBILIDADES ANTERIORES, ALM DISSO, DEVE-SE

    LEMBRAR QUE TANTO SE PODE FAZER O ARTIGO PARA A INSTALAO DE BOMBEAMENTO QUE EXISTE NA

    BANCADA, COMO PARA A INSTALAO QUE POSSIBILITA O ESCOAMENTO EM

    QUEDA LIVRE.

    SERIA MUITO MAIS FCIL FAZER O ARTIGO TCNICO LIGADA A CCI

    ORIGINADA NA INSTALAO QUE D ORIGEM AO ESCOAMENTO EM QUEDA

    LIVRE.

  • PODE-SE OBSERVAR O ESCOAMENTO ATRAVS DA

    INSTALAO QUE POSSIBILTA QUE O MESMO OCORRA EM

    QUEDA LIVRE/

    BANCADA REPRESENTANDO UMA

    INSTALAO DE RECALQUE,

  • Resoluo do item c do exerccio do encontro anterior

    3. Instalando a bomba especificada na figura, qual o seu ponto de trabalho.

    h

    mQ%

    913,17Q5644,3Q0725,0

    h

    mQmH

    38Q1082,0Q0067,0H

    3

    B

    2B

    3

    B

    2B

    Para a bomba utilizada, tem-se:

  • 22

    S

    24

    22

    S

    Q6,13115898fQ5,53439H

    109,308,92

    Q

    0627,0

    9,49104fQ5,53433H12

    OBTENDO-SE A NOVA CCI

    IMPORTANTE NESSE PONTO TRA-LA E OBTER A

    EQUAO DA SUA LINHA DE TENDNCIA

  • TABELA PARA OBTENO DA CCI

    Q(m/h) Q(m/s) f HS (m)

    0 0 0 -9

    5,0 0,00139 0,025852 -8,3

    15,0 0,00417 0,021907 -3,9

    20,0 0,00556 0,021231 -0