Tanque hidráulico experimental para cálculo de perda de carga em tubulações

Ano: 2016 | Volume: 2 | Número: 1

Autores: Renato Letizia Garcia, Daiane Acosta Falcão, José André Della Giustina Neto, Cristiane Cassales Pibernat, Jorge Rodolfo Zabadal

Palavras-chave: perda de carga, tanque hidráulico, mecânica dos fluidos, head loss, hydraulic tank, fluid

Resumo Português:

O artigo descreve a construção de um tanque hidráulico para o cálculo da perda de carga em dutos cilíndricos retos e a execução dos ensaios. O tanque possui estrutura simples, baixo custo, robustez e versatilidade necessárias para a realização de ensaios de fácil execução, baseados no registro dos tempos associados à variação da altura da coluna de água num tubo vertical. A utilização deste equipamento em aulas experimentais mostrou-se muito eficaz, possibilitando a comprovação de resultados teóricos a partir da utilização de modelos reais. Os resultados obtidos são apresentados em planilhas eletrônicas, cuja elaboração baseou-se na aplicação dos princípios de conservação de massa e energia no escoamento de fluidos viscosos, e nas equações de perda de carga distribuída e localizada. O experimento proposto constitui uma ferramenta pedagógica interessante, tendo em vista que sua execução requer a participação ativa dos alunos na realização dos ensaios e na execução de cálculos. A rotina de cálculos, visando comparar valores experimentais perda de carga obtidos experimentalmente com valores teóricos, abrange uma série de conceitos e equações da Mecânica dos Fluidos, propiciando que a aprendizagem desse conteúdo seja feita a partir de um problema real.

Resumo Inglês:

The article describes the construction of a hydraulic tank designed for head loss calculation in straight cylindrical pipeline and the essays execution. The tank has low cost, simple structure, robustness and versatility required for carrying out easy execution tests, upon the recording of the time associated with
changes in height of the water column in a vertical tube. The use of this equipment in practical lessons was
very effective, engaging students in carrying out the tests and performing calculations. The obtained results
were satisfactory and presented on spreadsheets, whose development consists on applying the principles of the
mass and energy conservation in the flow of viscous fluids, as well as equations for continuous and local
head losses. This experimental activity is an interesting pedagogical tool, since its implementation requires
the active participation of students in carrying out tests calculations. The routine of calculations, aiming
to compare head losses experimentally obtained with theoretical values, covers many concepts and equations
of Fluid Mechanics, providing an opportunity for learning this subject upon the analysis of a real problem.