Apostila de experimentos de Fenômemos de transportes

1. PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA
DE GOIÁS
PRÓ-REITORIA DE GRADUAÇÃO
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA
LABORATÓRIO DE FENÔMENOS
DE TRANSPORTES
EXPERIÊNCIAS
PROFESSORES : NAZARENO FERREIRA DA
SILVA
MARCELO TSUYOSHI
HARAGUCHI
GOIÂNIA

2. PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE GOIÁS
PRÓ-REITORIA DE GRADUAÇÃO
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA
Professores: Nazareno F. Silva e Marcelo T. Haraguchi
2
FENÔMENO DOS TRANSPORTES
1a
Experiência: Determinação da massa específica, densidade e percentagens
1 FÓRMULAS
ߩ =
݉
ܸ
‫ܽݑݍܧ‬çã‫݋‬ 1.1
ߛ =
ܲ
ܸ
‫ܽݑݍܧ‬çã‫݋‬ 1.2
݉௠௜௦ = ݉௔௟௖ + ݉ுమை ‫ܽݑݍܧ‬çã‫݋‬ 1.3
ܸ௠௜௦ = ܸ௔௟௖ + ܸுమை ‫ܽݑݍܧ‬çã‫݋‬ 1.4
2 DADOS
- ߩுమை = 1,0
௚
௖௠య ;
- ߩ௔௟௖ = 0,79
௚
௖௠య
.
Especificação: álcool a 96º GL ( ou 96% álcool puro na solução)
3 MATERIAL PARA EXPERIÊNCIA
- Duas amostras de álcool;
- Recipiente graduado para definir volume;
- Balança eletrônica.
4 OBJETIVOS
- Descobrir o ρ da mistura;
- Determinar as percentagens de álcool e água na mistura;
- Verificar se o álcool está dentro das normas de qualidade;
- Tirar conclusões.

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3
2a Experiência:
a) Verificação da pressão atmosférica com auxílio do Barômetro
1 FÓRMULAS
ܲ௔௟ = ܲ௔௡௠ − 0,081 ℎ௠௠ ‫݃ܪ‬ ‫ܽݑݍܧ‬çã‫݋‬ 2.1
2 MATERIAL PARA EXPERIÊNCIA
- Barômetro;
- Altímetro.
3 OBJETIVOS
- Determinar as altitudes em 3 (três) pontos da área 3 da PUC e calcular a pressão
atmosférica média deste local;
- Tirar conclusões.
b) Princípio da Bomba Centrífuga:
4 FÓRMULAS
ܻ =
ܹଶ
ܺଶ
2 ݃
‫ܽݑݍܧ‬çã‫݋‬ 2.2
ܹ = ൬
2 ݃ ܻ
ܺଶ
൰
ଵ
ଶ
, ݁݉
‫݀ݎ‬
‫ݏ‬
‫ܽݑݍܧ‬çã‫݋‬ 2.3
Onde:
g = 9,81 m/s².
5 MATERIAL PARA EXPERIÊNCIA
- Recipiente acrílico transparente acoplado a um conjunto motor bomba.
6 OBJETIVOS
- Demonstrar experimentalmente o princípio da Bomba Centrífuga.
- Tirar conclusões.

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4
3º Experiência: Verificação da pressão estática á baixa pressão
1 FÓRMULA
‫ܲܦ‬
‫ܼܦ‬
= −ܻ ࡱ࢛ࢗࢇçã࢕ ࡲ࢛࢔ࢊࢇ࢓ࢋ࢔࢚ࢇ࢒ ࢊࢇ ࡱ࢙࢚á࢚࢏ࢉࢇ ‫ܽݑݍܧ‬çã‫݋‬ 3.1
ܲଵ
ܻ
−
ܲଶ
ܻ
= Δℎ ‫ܽݑݍܧ‬çã‫݋‬ 3.2
Onde:
Δℎ = ‫ܮ‬ଵ − ‫ܮ‬ଶ , ݁݉ ݉ܿܽ ‫ܽݑݍܧ‬çã‫݋‬ 3.3
2 MATERIAL PARA EXPERIÊNCIA
- Canaleta;
- Quadro de pressões - piezômetros;
- mca1
= metros de coluna d’água.
3 OBJETIVOS
- Verificar a pressão, em mca, em dois pontos diferentes;
- Calcular a diferença de pressão entre esses dois pontos;
- Tirar conclusões.
1
1 mca = 0,1 kgf/cm2
= 9,8 kPa.

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5
4ª Experiência: Verificação da pressão estática á alta pressão
1 FÓRMULA
ܲଵ
ܻ
= ℎ + ℎଵ ݀ு௚ − ℎଶ + ℎଷ ݀ு௚ + ℎସ , ݁݉ ݉ܿܽ ‫ܽݑݍܧ‬çã‫݋‬ 4.1
2 MATERIAL PARA EXPERIÊNCIA
- Conjunto motor bomba;
- Quadro de pressões - manômetros;
3 DADOS
- ݀ு௚ = 13,6
4 OBJETIVOS
- Calcular a pressão estática à alta pressão na saída da bomba;
- Tirar conclusões;
- Por que as bolhas de ar num nível de mangueira alteram o resultado do nivelamento?

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5ª Experiência: Determinação da velocidade à baixa pressão no tubo de Pitot
1 FÓRMULAS
Do tubo de Pitot tem-se:
ܸଶ
2 ݃
= Δℎ ‫ܽݑݍܧ‬çã‫݋‬ 5.1
ܸ = ሺ2 ݃ Δℎሻ
ଵ
ଶ , ݁݉ ݉ ‫ݏ‬⁄ ‫ܽݑݍܧ‬çã‫݋‬ 5.2
Δℎ = ‫ܮ‬ଵ − ‫ܮ‬ଶ , ݁݉ ݉ܿܽ ‫ܽݑݍܧ‬çã‫݋‬ 5.3
ܳ = ܸ ‫,ܣ‬ ݁݉ ݉ଷ
‫ݏ‬⁄ ‫ܽݑݍܧ‬çã‫݋‬ 5.4
Onde:
Q = vazão, em m³/s;
V = velocidade, em m/s;
g = aceleração da gravidade, em m/s²;
A = área da tubulação, em m².
2 DADOS
- Largura da calha = 0,20 m;
- g = 9,81 m/s2
;
- A = L2 x 0,20 m2
.
3 MATERIAL PARA EXPERIÊNCIA
- Tubo de Pitot;
- Quadro de pressões – Piezômetros.
4 OBJETIVOS
- Determinar a velocidade no tubo de Pitot;
- Calcular a vazão na calha para essa velocidade;
- Tirar conclusões.

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7
6ª Experiência: Determinação da velocidade à alta pressão no tubo de Prandtl
1 FÓRMULAS
Do tubo de Prandtl tem-se:
ܸଶ
2 ݃
= ൫݀ு௚ − 1൯ Δℎ ‫ܽݑݍܧ‬çã‫݋‬ 6.1
ܸ = ൣ2 ݃ ൫݀ு௚ − 1൯ Δℎ൧
ଵ
ଶ , ݁݉ ݉ ‫ݏ‬⁄ ‫ܽݑݍܧ‬çã‫݋‬ 6.2
Δℎ = ‫ܮ‬ଵ − ‫ܮ‬ଶ , ݁݉ ݉ܿܽ ‫ܽݑݍܧ‬çã‫݋‬ 6.3
ܳ = ܸ ‫,ܣ‬ ݁݉ ݉ଷ
‫ݏ‬⁄ ‫ܽݑݍܧ‬çã‫݋‬ 6.4
Onde:
Q = vazão, em m³/s;
V = velocidade, em m/s;
g = aceleração da gravidade, em m/s²;
A = área da tubulação, em m².
2 DADOS
- Diâmetro do tubo = 3”= 7,62 cm;
- dHg = 13,6;
- g = 9,81m/s2
- ‫ܣ‬ =
గ ஽మ
ସ
, ݁݉ ݉².
3 MATERIAL PARA EXPERIÊNCIA
- Tubo de Prandtl;
- Quadro de pressões – manômetro;
4 OBJETIVOS
- Determinar a velocidade no tubo de Prandtl (fazer a medição em 3 (três) pontos
diferentes e tirar a média);
- Calcular a vazão média no tubo para essa velocidade;
- Tirar conclusões.

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7ª Experiência: Determinação da vazão no tubo Diafragma
1 FÓRMULAS
ܳ = ‫ܭ‬ ܵ଴ൣ2 ݃ ൫݀ு௚ − 1൯ Δℎ൧
ଵ
ଶ ‫ܽݑݍܧ‬çã‫݋‬ 7.1
ܵ଴
ܵ
= ݉ ֜ ܵ଴ = ܵ ݉ ‫ܽݑݍܧ‬çã‫݋‬ 7.2
Portanto:
ܳ = ‫ܭ‬ ܵ ݉ൣ2 ݃ ൫݀ு௚ − 1൯ Δℎ൧
ଵ
ଶ ‫ܽݑݍܧ‬çã‫݋‬ 7.3
Δℎ = ‫ܮ‬ଵ − ‫ܮ‬ଶ , ݁݉ ݉ܿܽ ‫ܽݑݍܧ‬çã‫݋‬ 7.4
ܳ = ܸ ‫,ܣ‬ ݁݉ ݉ଷ
‫ݏ‬⁄ ‫ܽݑݍܧ‬çã‫݋‬ 7.5
Onde:
Q = vazão, em m³/s;
V = velocidade, em m/s;
g = aceleração da gravidade, em m/s²;
A = área da tubulação, em m².
2 DADOS
- Diâmetro do tubo = 3” = 7,62 cm;
- Valor de m=0,45;
- Valor de K = 0,676;
- dHg = 13,6;
- g = 9,81 m/s2
;
- ‫ܣ‬ = ܵ =
గ ஽మ
ସ
, ݁݉ ݉².
3 MATERIAL PARA EXPERIÊNCIA
- Tubo Diafragma;
- Quadro de pressões – manômetro.

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4 OBJETIVOS
- Determinar a vazão no tubo Diafragma;
- Calcular a velocidade na tubulação de 3”
- Tirar conclusões.

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8ª Experiência: Calibração do tubo Venturi
1 FÓRMULAS
ܳௗ = ‫ܭ‬ௗ ܵ ݉ ൣ2 ݃ ൫݀ு௚ − 1൯ Δℎௗ൧
ଵ
ଶ ‫ܽݑݍܧ‬çã‫݋‬ 8.1
ܳ௩ = ‫ܭ‬௩ ܵଵ ݉ ൣ2 ݃ ൫݀ு௚ − 1൯ Δℎ௩൧
ଵ
ଶ ‫ܽݑݍܧ‬çã‫݋‬ 8.2
Δℎௗ = ‫ܮ‬ଵ − ‫ܮ‬ଶ , ݁݉ ݉ܿܽ ‫ܽݑݍܧ‬çã‫݋‬ 8.3
Δℎ௩ = ‫ܮ‬ଷ − ‫ܮ‬ସ , ݁݉ ݉ܿܽ ‫ܽݑݍܧ‬çã‫݋‬ 8.4
ܳ = ܸ ‫,ܣ‬ ݁݉ ݉ଷ
‫ݏ‬⁄ ‫ܽݑݍܧ‬çã‫݋‬ 8.5
Onde:
Q = vazão, em m³/s;
V = velocidade, em m/s;
g = aceleração da gravidade, em m/s²;
A = área da tubulação, em m².
2 DADOS
- Diâmetro do tubo do Diafragma = 3” = 7,62 cm;
- Diâmetro do tubo do Venturi = 11/2” = 3,81 cm;
- Valor de m = 0,45;
- Valor de Kd = 0,676;
- Condição Qd = Qv;
- dHg = 13,6;
- g = 9,81 m/s2
;
- ‫ܣ‬ = ܵ =
గ ஽మ
ସ
, ݁݉ ݉².
3 MATERIAL PARA EXPERIÊNCIA
- Tubo Diafragma;
- Tubo Venturi;
- Quadro de pressões – manômetros.

12. PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE GOIÁS
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12
4 OBJETIVOS
- Determinar o coeficiente de calibração (Kv) do tubo Venturi;
- Calcular a vazão no tubo Venturi;
- Calcular a velocidade na tubulação do Diafragma;
- Tirar conclusões.

13. PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE GOIÁS
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13
9ª Experiência: Determinação da perda de carga no tubo liso
1 FÓRMULAS
ℎ௣ = ൫݀ு௚ − 1൯ Δℎ, ݁݉ ݉ܿܽ ‫ܽݑݍܧ‬çã‫݋‬ 9.1
‫ܬ‬ =
ℎ௣
‫ܮ‬
, ݁݉ ݉ ݉⁄ ‫ܽݑݍܧ‬çã‫݋‬ 9.2
Δℎ = ‫ܮ‬ଵ − ‫ܮ‬ଶ , ݁݉ ݉ܿܽ ‫ܽݑݍܧ‬çã‫݋‬ 9.3
2 DADOS
- Comprimento da tubulação entre tomadas de pressão = 2,25 m;
- dHg = 13,6.
3 MATERIAL PARA EXPERIÊNCIA
- Tubulação lisa de 11/2”;
- Quadro de pressões – manômetro.
4 OBJETIVOS
- Calcular a perda de carga total (hp);
- Calcular a perda de carga unitária (J);
- Tirar conclusões.

14. PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE GOIÁS
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Professores: Nazareno F. Silva e Marcelo T. Haraguchi
14
10ª Experiência: Determinação da perda de carga no tubo rugoso
1 FÓRMULAS
ℎ௣ = ൫݀ு௚ − 1൯ Δℎ, ݁݉ ݉ܿܽ ‫ܽݑݍܧ‬çã‫݋‬ 10.1
‫ܬ‬ =
ℎ௣
‫ܮ‬
, ݁݉ ݉ ݉⁄ ‫ܽݑݍܧ‬çã‫݋‬ 10.2
Δℎ = ‫ܮ‬ଵ − ‫ܮ‬ଶ , ݁݉ ݉ܿܽ ‫ܽݑݍܧ‬çã‫݋‬ 10.3
2 DADOS
- dHg = 13,6.
3 MATERIAL PARA EXPERIÊNCIA
- Tubulação rugosa de 11/2”;
- Quadro de pressões – manômetro.
4 OBJETIVOS
- Calcular a perda de carga total (hp);
- Calcular a perda de carga unitária (J);
- Comparar o resultado com a perda de carga no tubo liso;
- Tirar conclusões.

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15
11ª Experiência: Determinação da perda de carga localizada no registro de gaveta de 11/2”
aberto
1 FÓRMULAS
ℎ௣ = ൫݀ு௚ − 1൯ Δℎ, ݁݉ ݉ܿܽ ‫ܽݑݍܧ‬çã‫݋‬ 11.1
Δℎ = ‫ܮ‬ଵ − ‫ܮ‬ଶ , ݁݉ ݉ܿܽ ሺܶ‫݋ܾݑ‬ ݈݅‫݋ݏ‬ ‫݉݁ݏ‬ ‫݋ݎݐݏ݅݃݁ݎ‬ሻ ‫ܽݑݍܧ‬çã‫݋‬ 11.2
ℎ௣ೝ
= ൫݀ு௚ − 1൯ Δℎ, ݁݉ ݉ܿܽ ‫ܽݑݍܧ‬çã‫݋‬ 11.3
Δℎଵ = ‫ܮ‬ଷ − ‫ܮ‬ସ , ݁݉ ݉ܿܽ ሺܶ‫݋ܾݑ‬ ݈݅‫݋ݏ‬ ܿ‫݉݋‬ ‫݋ݎݐݏ݅݃݁ݎ‬ሻ ‫ܽݑݍܧ‬çã‫݋‬ 11.4
ℎ௣ಽೀ಴
= ℎ௣ೝ
− ℎ௣ ሺܲ݁‫ܽ݀ݎ‬ ݀݁ ܿܽ‫ܽ݃ݎ‬ ݈‫ܽ݀ܽݖ݈݅ܽܿ݋‬ ݊‫݋‬ ‫݋ݎݐݏ݅݃݁ݎ‬ሻ ‫ܽݑݍܧ‬çã‫݋‬ 11.5
2 DADOS
- dHg = 13,6.
3 MATERIAL PARA EXPERIÊNCIA
- Tubulação lisa de 11/2”;
- Tubulação lisa de 11/2” com registro de gaveta aberto;
- Quadro de pressões – manômetros.
4 OBJETIVOS
- Calcular a perda localizada no registro (hpLOC);
- Tirar conclusões.