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Redes de tubulação e perdas de pressão

Visão Geral

Fonte: Alexander S Rattner, Departamento de Engenharia Mecânica e Nuclear, Universidade Estadual da Pensilvânia, University Park, PA

Este experimento introduz a medição e modelagem de perdas de pressão em redes de tubulação e sistemas de fluxo interno. Nesses sistemas, a resistência ao fluxo de atrito das paredes do canal, conexões e obstruções faz com que a energia mecânica na forma de pressão de fluido seja convertida em calor. Análises de engenharia são necessárias para dimensionar o hardware de fluxo para garantir perdas aceitáveis de pressão de atrito e selecionar bombas que atendam aos requisitos de queda de pressão.

Neste experimento, uma rede de tubulação é construída com características comuns de fluxo: comprimentos retos de tubulação, bobinas de tubo helicoidal e encaixes de cotovelo (curvas afiadas de 90°). As medidas de perda de pressão são coletadas em cada conjunto de componentes usando manômetros - dispositivos simples que medem a pressão do fluido pelo nível líquido em uma coluna vertical aberta. As curvas de perda de pressão resultantes são comparadas com as previsões dos modelos de fluxo interno.

Procedimento

1. Fabricação do sistema de tubulação (ver esquema e fotografia, Fig. 2)

  1. Afixar (fita ou cola) um pequeno reservatório de água plástica à superfície de trabalho. Se for um recipiente coberto, faça furos na tampa para as linhas de água de entrada e saída e cabo de alimentação da bomba.
  2. Monte a pequena bomba submersível no reservatório.
  3. Monte o rotametro (medidor de fluxo de água) verticalmente na área de trabalho. Pode ajudar a amarrar o rotametro a um pequeno feixe vertical ou suporte L para

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Resultados

Fator de atrito medido e dados de comprimento equivalente são apresentados em Fig. 3a-c. Para a seção do tubo reto, é utilizado um tubo de PVC claro com D = 6,4 mm e L = 284 mm. As taxas de fluxo medidos (0,75 - 2,10 l min-1) correspondem a condições turbulentas (Re = 2600 - 7300). Fatores de atrito correspondem às previsões do modelo analítico à incerteza experimental. A incerteza f relativamente alta é encontrada em baixas ta...

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Aplicação e Resumo

Resumo

Este experimento demonstra métodos para medir fatores de atrito de queda de pressão e comprimentos equivalentes em redes de fluxo interno. Métodos de modelagem são apresentados para configurações comuns de fluxo, incluindo tubos retos, tubos enrolados e encaixes de tubulação. Essas técnicas experimentais e de análise são ferramentas-chave de engenharia para o projeto de sistemas de fluxo de fluidos.

Aplicativos

...

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Referências
  1. Perry, D.W. Green, J.O. Maloney, Perry's Chemical Engineers' Handbook, 6th Editio, McGraw-Hill, New York, NY, 1984.
Tags
Piping NetworksPressure LossesEngineered SystemsNatural SystemsFluid CirculationFrictional ResistanceFlow ResistancesPressure Drop MeasurementPredicting LossesStandard ModelsPipe Network GeometriesExperimental MeasurementApplications Of Piping Networks

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0:07

Overview

1:16

Principles of Piping Networks and Pressure Losses

4:02

Experiment Setup

5:49

Experimental Procedure

7:04

Analysis and Results

10:59

Applications

11:55

Summary

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