aboratrio de 3en4menos de Trans5orte ASSUNTO DA AULA PRÁTICA
DATA DA AULA PRÁTICA
Ea7'o de Energia de 3l8o Estacion9rio
22/0*/2016
RESUMO
: e85erimento tee como o estdo da ea7'o de energia de ;l8o estacion9rio a5licado a m circito de recircla7'o. 3oi realiada a coleta de dados do sistema 5ara cinco alores de a'o de sa min. 5ara a estabilia7'o do sistema? 5ois os ses sensores de tem5eratra 5odem n'o estar 5er;eitamente calibrados e/o ocorrer ma aria7'o da tem5eratra do ;lido de entrada =9 e se encontra na tem5eratra ambiente? a5s o tem5o es5erado ;oram coletadas tr@s tem5eratras e a leitra do ;l84metro. INTRODU#$O
: c9lclo da ental5ia? o se=a? a energia 5resente no ;lido ando est9 em moimento? relaciona a energia interna U” com o 5rodto da 5ress'o e olme es5eci;ico do ;lido. esse e85erimento os alores de ental5ia 5ara cada ma das tem5eratras ;oram retirados da tabela )ro5riedades de aga satrada liido-a5orD .
A ea7'o do ;l8o de calor no sistema estacion9rio analisado 5ode ser determinada na seginte ea7'oF
:ndeF - Q T a ta8a de trans;er@ncia de calor 5ara o sistema - Q w o trabalo realiado - Q m a ta8a de ;l8o de massa e 5assa 5elo sistema - a ental5ia do ;lido - a elocidade do ;lido - a altra do ;lido -g a acelera7'o da graidade Considerando e no e85erimento em est'o a entrada e sa
. :tro ;ator im5ortante desse sistema e ele n'o realia trabalo? 5ortanto
5odemos reescreer a ea7'o da seginte ;orma sim5li;icadaF
[
QT =Qm ( h3 −h1 ) + 0,5 × ( u3 −u1 2
2
)]
REVIS$O BIBLIO%RÁFICA
He acordo com $a5iro 200"? 5.++D os nicos caminos 5ara ariar a energia de m sistema
;ecado s'o atras da trans;er@ncia de energia 5or meio de trabalo o de calor? alm disso? m as5ecto ;ndamental do conceito de energia e a energia se consera. Tambm segndo ele? essas considera7Jes 5odem ser resmidas 5elas segintes 5alarasF aria7'o da antidade de energia contida no sistema drante m certo interalo de tem5o igal K antidade l<ida de energia trans;erida 5ara dentro atras da ;ronteira do sistema 5or trans;er@ncia de calor drante o interalo de tem5o? menos a antidade l<ida de energia trans;erida 5ara ;ora atras da ;ronteira do sistema 5or trabalo drante o interalo de tem5o. Ainda segndo o ator? essa declara7'o a5enas m balan7o cont9bil 5ara a energia? m balan7o de energia. Ele reer e em aler 5rocesso 5ara m sistema ;ecado a energia do sistema amente o dimina de ma antidade igal K antidade l<ida de energia trans;erida atras da ;ronteira.
OBJETIVOS
Calclar a ta8a de trans;er@ncia de calor em ma ;ai8a de ta8as de recircla7'o tiliando a ea7'o de energia de ;l8o estacion9rio.
MATERIAIS E M&TODOS
1 - MATELIAI$ TII#AH:$ )ara o e85erimento ;oram tiliadosF •
NgaO
•
Ei5amento de circito de recircla7'o
•
Tbo de entrada conectado ao ;ornecimento de 9gaO
•
Tbo de sa
2 - )L:CEHIMET: EP)ELIMETA )ara este e85erimento ;oi dado m alor de ta8a de ;l8o de entrada ;i8o e cinco alores de ta8a de ;l8o de recircla7'o e dee ser alterado drante o 5rocesso. •
Abrir a 9lla de entrada e a 9lla do circito de recircla7'o? ligar a bomba e o aecedor e agardar a tem5eratra atingir m alor estacion9rio.
•
Tomar as leitras de cada sensor de tem5eratra e ;l8ometro.
•
Lealiado estes dois 5assos dee-se alterar o alor de ta8a de ;l8o de recircla7'o 5ara os cinco alores.
•
Heterminar as ental5ias de entrada e sa
•
Heterminar as elocidades de entrada e sa
•
Heterminar a ta8a de ;l8o de massa de entrada a 5artir da ta8a de ;l8o de entrada e da densidade do ;l8o de entrada? tiliando a tabela 3ola de dados 1D.
•
Heterminar Qt ? Ta8a de trans;er@ncia.
•
)lotar o gr9;ico sando o Origin.
RESULTADOS E ANÁLISE DOS RESULTADOS
A5s a realia7'o do 5rocedimento? ;oram ;eitos os c9lclos e montada ma tabela com as ta8as de ;l8o registradas? ta8as de ;l8o de olme? tem5eratras? ental5ias? elocidades? ta8as de ;l8o de massa e ta8as de trans;er@ncia de calor. As Ta8as de 3l8o de Entrada F 1 D? de Lecircla7'o
F 2
D e de $a
registradas 5elo dis5laQ do ;l84metro. As Ta8as de 3l8o do (olme de Entrada Qv 1 D? de Lecircla7'o Q v 2 D e de $a
D ;oram calcladas atras das ea7JesF Q v 1=
F 1 60,000
Qv 2=
F 2 60,000
Q v3 =
F 3 60,000
As Tem5eratras de Entrada T 1 D? de Lecircla7'o T 2 D e de $a
h1
D e de $a
As (elocidades de Entrada u1 D e de $a
Qv 1 2
π.d /4
u3 =
Q v3 2
π . d /4
onde o diâmetro do tbo dD de *mm.
A Ta8a de 3l8o de Massa Qm= ρ. Q v 1
Qm
D ;oi calclada atras da ea7'oF
onde a densidade do ;l8o de entrada RD ;oi coletado nas tabelas
;ornecidas. A Ta8a de Trans;er@ncia Q t D ;oi calclada atras da ea7'oF Q t = Qm [ ( h3− h1 ) +
1 2
( u
3
²−u 1 ² ) ]
:s resltados ;oram registrados na Tabela a segirF Tabela 1F Tabela de Lesltados.
3 onteF Atores. A segir ;oi 5lotado m gr9;ico da ta8a de trans;er@ncia de calor 5ela ta8a de ;l8o de recircla7'o 5ara melor an9lise.
Gr9;ico 1F Ta8a de trans;er@ncia de calor contra a Ta8a de ;l8o de recircla7'o.
3onteF Elabora7'o 5r5ria.
CONCLUS$O
Com base na tabela e no gr9;ico obseramos e ando amentamos o ;l8o de recircla7'o 32D? mantendo o ;l8o de entrada e de sa
1
2 3
− u1
2
)
se
mostro 5raticamente constante. )ortanto 5oss<el obserar no gr9;ico e ando amentamos a ta8a de recircla7'o ocorre dimini7'o da ta8a de troca de calor no sistema. )odemos dier e o e85erimento obtee resltados satis;atrios? ma e e a ea7'o do balan7o de energia 5ode ser com5roada 5or meio das medi7Jes dos ;l8os de entrada e de sa
REFERÊNCIAS BIBLIO%RÁFICAS
M:LA e $SA)IL:? Micael e Soard. )rinc<5ios de Termodinâmica 5ara Engenaria. 6 edi7'o. Editora TC? 200". $TL:BE? Cristian. Termodinâmica Tcnica. > edi7'o. Editora Intersaberes.
