Abordagem de Conservação de Energia para Análise de Sistemas

1. Definindo a instalação

1. Certifique-se de que o ventilador não está funcionando, para que não haja fluxo na instalação.
2. Verifique se o sistema de aquisição de dados (Figura 4(A)) segue o esquema na figura 2B.
   1. Conecte a porta positiva do transdutor de pressão #1 (ver figura 2B para referência) à torneira de pressão a montante da válvula ( ).
   2. Deixe a porta negativa do transdutor de pressão #1 aberta às condições do quarto (receptor: ). Assim, a leitura deste transdutor será diretamente.
   3. Conecte a porta positiva do transdutor de pressão #2 (ver figura 2B para referência) à torneira de pressão do plenário ( ).
   4. Conecte a porta negativa do transdutor de pressão #2 (ver figura 2B para referência) à torneira de pressão a montante da válvula ( ). Assim, a leitura deste transdutor será diretamente, conforme exigido pela equação (10).
3. Certifique-se de que o canal virtual 0 no sistema de aquisição de dados (Figura 4(B)) corresponde a #1 transdutor de pressão ( ) e o canal virtual 1 corresponde a #2 transdutor de pressão ( ).
4. Defina o sistema de aquisição de dados para amostrar a uma taxa de 100 Hz para um total de 500 amostras (ou seja, 5s de dados).

Mesa 1. Parâmetros básicos para estudo experimental.

Figura 4. Instalações de fluxo. (A): vista da descarga do plenário na seção receptora antes de instalar o conjunto de válvulas a serem estudadas. (B): três tipos diferentes de válvulas dentro do receptor. Da esquerda para a direita: válvula de portal, válvula globo, válvula borboleta. (C): portas de saída do receptor. As válvulas descarregam o fluxo dentro do receptor, e o ventilador suga o fluxo do receptor através da placa perfurada na imagem. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

2. Medições

1. Regissuço o diâmetro do tubo conectado à válvula e calcule sua área transversal.
2. Determine o número máximo de voltas completas da alça necessária para mover a válvula da posição totalmente fechada para a posição totalmente aberta. Se esse número não for um inteiro, exclua a última rotação fracionada para simplificar esta análise. Para o experimento atual, o número máximo de curvas completas é de 12.
3. Feche a válvula completamente.
4. Gire a pega da válvula até que ela esteja totalmente aberta enquanto conta o número de curvas completas. Para simplificar, use apenas um número inteiro de voltas para o experimento. Por exemplo, são necessárias aproximadamente 12 voltas e 1/3 de uma curva para abrir totalmente a válvula usada neste experimento. Assim, vamos girar a alça desta válvula apenas 12 voltas completas a partir de sua posição totalmente fechada e definir isso como a posição inicial ( ).
5. Ligue a instalação de fluxo.
6. Use o sistema de aquisição de dados para registrar as leituras de e .
7. Digite na tabela 2 os valores médios e obtidos com o sistema de aquisição de dados.
8. Feche a válvula em 1,5 voltas.
9. Repita as etapas 2.6 a 2.8 até que a tabela 2 esteja totalmente povoada.
10. Desligue a instalação de fluxo.

3. Análise de dados

1. Determine o coeficiente de perda da válvula para cada posição angular usando equação (5). Digite esses valores na tabela 2.
2. Determine a taxa de fluxo para cada posição angular da válvula usando equação (10). Digite esses valores na tabela 2.
3. Determine o ponto de operação usando a equação (7). Digite esses valores na tabela 2.
4. Calcule a diferença relativa entre a taxa de fluxo medida e o ponto de operação
5. Use a equação (3) para produzir um gráfico das curvas do sistema para todos os valores de . Considere o coeficiente de perda total como .
6. Adicione a curva característica do ventilador a esta mesma trama usando equação (2).

Mesa 2. Resultados representativos. Medições de diferenças de pressão e estimativas de taxa de fluxo e coeficientes de perda.