F1-22 - BAC014 - 5a Pratica - Perda de Energia em Curvaturas

F1-22 - BAC014 - 5a Pratica - Perda de Energia em Curvaturas

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Perdas de Energia em Curvaturas

Manual de Instruções F1-2

EDIÇÃO 7 Maio de 2011

Direitos Autorais e Marcas Registradas1
Visão Geral2
Diagramas do Equipamento3
Introdução4
Descrição5
Visão Geral5
Instalação6
Advertência6
Comissionamento6
Operação8
Operação do Software8
Especificações do Equipamento15
Condições Ambientais15
Manutenção Periódica16
Responsabilidade16
Geral16
Exercícios de Ensino Laboratorial17
Índice para Exercícios17
Nomenclatura17
Dados Técnicos18
Exercício A19

Índice Detalhes de Contato para Informações Adicionais ................................................................ 23

Termo de Responsabilidade

Este documento e todas as informações contidas nele são de propriedade da Armfield Limited. Este documento não deve ser utilizado para nenhuma outra finalidade, exceto para a qual ele é fornecido e seu conteúdo não deve ser reproduzido, modificado, adaptado, publicado, traduzido ou divulgado a terceiros, na íntegra ou parcialmente, sem a autorização prévia por escrito da Armfield Limited.

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Visão Geral

A mecânica dos fluidos foi desenvolvida como uma disciplina analítica a partir da aplicação das leis da estática, dinâmica e termodinâmica para as situações nas quais os fluidos podem ser tratados como meio contínuo. As leis particulares envolvidas são as de conservação de massa, energia e de momento e, em cada aplicação, essas leis podem ser simplificadas na tentativa de escrever quantitativamente o comportamento do fluido.

O módulo de serviço de bancada hidráulica, F1-10, fornece as instalações necessárias para suportar uma faixa compreensiva de modelos hidráulicos, cada qual sendo projetado para demonstrar um aspecto particular da teoria hidráulica.

O modelo hidráulico específico que relacionamos para esse experimento é o Perdas de Energia em Curvas e Estrutura de Conexões, F1-2. Uma descrição completa do equipamento é fornecida posteriormente nos textos que se seguem.

Diagramas do Equipamento

Figura 1: Aparato de Perdas de Energia em Curvaturas F1-2

Parafuso de Purga de Ar Curvatura de

Cotovelo

(5) Conector de Ar

Indicador de Pressão

Diferencial Válvula de

Gaveta

Curvatura da

Mitra (6)

Válvula de Controle do Fluxo

Curvatura

Curta (4)

Contração (2)

Extensão (1)

Curvatura

Longa (3)

Introdução

Antes de proceder com a operação do equipamento descrito neste texto, alertamos sobre os perigos potenciais para que os mesmos sejam evitados.

Embora seja projetado para uma operação segura, qualquer equipamento laboratorial pode se envolver em processos ou procedimentos que são potencialmente perigosos. Os principais perigos potenciais associados com este equipamento específico estão listados abaixo.

Acidentes podem ser evitados desde que a manutenção periódica seja realizada no equipamento e que a equipe e os alunos estejam cientes da lista dos perigos potenciais das regras gerais de segurança que está incluída no Manual do Produto F1 para auxiliar tanto a equipe como os alunos a respeito desses perigos. A lista não pretende ser totalmente abrangente, porém, apenas para orientação.

Consulte as notas no Manual do Produto F1 relacionadas aos Regulamentos do Controle de Substâncias Perigosas à Saúde.

A Bancada de Serviço F1-F10 opera a partir de uma alimentação de tensão da rede elétrica. O equipamento é projetado e fabricado em conformidade com as regulamentações apropriadas relativas ao uso de eletricidade. Do mesmo modo, assume-se que as regulamentações aplicáveis à operação do equipamento elétrico são observadas pelo usuário final.

No entanto, para fornecer maior proteção ao operador, a Armfield Ltd incorporou um Dispositivo de Corrente Residual (RCD, alternativamente chamado de Disjuntor de Escapamento da Terra ou ELCB) como uma parte integrante da bancada de serviço. Se devido a acidente ou ao uso inadequado o equipamento se tornar eletricamente perigoso, um interruptor RCD irá desligar a alimentação elétrica e reduz a gravidade de qualquer choque elétrico recebido por um operador para um nível que, em circunstâncias normais, não irá causar lesões a essa pessoa.

Verifique se o RCD está operando corretamente, pressionando o botão TEST. O disjuntor DEVE desarmar quando o botão é pressionado. A falha ao desarmar significa que o operador não está protegido e que o equipamento deve ser inspecionado e reparado por um eletricista autorizado, antes de utilizar o equipamento.

Descrição Quando necessário, consulte os desenhos na seção Diagramas do Equipamento.

Visão Geral

O acessório é projetado para ser posicionado nos canais laterais do canal superior da bancada hidráulica.

As seguintes conexões são conectadas em uma configuração em série para permitir comparação direta.

curvatura longa

extensão da área

contração de área

curvatura de cotovelo

curvatura curta

conexão de válvula

curvatura da mitra

A taxa de fluxo através do circuito é controlada por uma válvula de controlo de fluxo.

Tomadas de pressão no circuito são conectadas em um manômetro de banco com doze elementos que incorpora uma válvula de entrada/saída de ar no coletor superior. Um parafuso de purga de ar facilita a conexão para uma bomba manual. Isso permite que os níveis no manômetro sejam ajustados para um nível constante para se adequar à pressão estática do sistema.

Uma braçadeira que fecha os registros para a curvatura da mitra é introduzida quando os experimentos na conexão da válvula forem necessários. Um indicador de pressão diferencial fornece uma leitura direta das perdas através da válvula de gaveta.

Instalação

Advertência

O Aparato de Perdas de Energia em Curvaturas é fornecido pronto para uso e requer apenas a conexão na Bancada Hidráulica F1-10, conforme descrito a seguir.

Comissionamento

Retire cuidadosamente os componentes da embalagem de papelão. Guarde a embalagem para uso posterior.

Localize o equipamento sobre o canal moldado na parte superior da bancada e certifique-se de que a placa de base esteja na horizontal. Ajuste os pés na placa de base se necessário.

Conecte o tubo de entrada flexível na extremidade esquerda do conector de liberação rápida no leito do canal.

Coloque a extremidade livre do tubo de saída flexível no tanque volumétrico da bancada.

Abra totalmente a válvula de gaveta e a válvula de controle de fluxo de saída na extremidade direita do equipamento.

Feche a válvula de controle de fluxo da bancada e, em seguida, ligue a bomba de serviço.

Abra gradualmente a válvula de controle de fluxo da bancada e permita que a tubulação possa encher-se com água até que todo o ar seja expelido da tubulação.

Para purgar o ar dos pontos de tomada de pressão e dos manômetros, feche ambas as válvulas de controle de fluxo da bancada e de controle de fluxo de saída, abrindo em seguida o parafuso de purga de ar. Remova a tampa da conexão de entrada/saída de ar adjacente. Conecte uma extensão de tubagem de diâmetro pequeno a partir da válvula de ar até o tanque volumétrico. Agora, abra a válvula de controle de fluxo e permita a vazão pelos manômetros para purgar todo o ar contido neles; em seguida, aperte o parafuso de purga de ar e abra parcialmente a válvula da bancada e a válvula de controle de fluxo de saída. Em seguida, abra um pouco o parafuso de purga de ar para permitir a entrada de ar no topo dos manômetros, reaperte o parafuso quando os níveis do manômetro atingirem uma altura média.

Aumente gradualmente a taxa de fluxo do volume até que o padrão apenas preencha a taxa do manômetro (ajuste a válvula de controle de fluxo da bancada e a válvula de controle de fluxo de saída em conjunto para manter todas as leituras dentro da faixa do manômetro). Se o padrão estiver muito baixo no manômetro, abra a válvula de controle de fluxo da bancada de modo a aumentar a pressão estática. Se o padrão estiver muito alto, abra a válvula de controle de fluxo de saída no equipamento de modo a reduzir a pressão estática.

Esses níveis podem ser ajustados posteriormente com uso do parafuso de purga de ar e pela bomba manual fornecida. O parafuso de purga de ar controla o fluxo de ar pela válvula de ar, portanto, quando a bomba manual for utilizada, o parafuso de purga deve estar aberto. Para reter a pressão da bomba manual no sistema, o parafuso deve ser fechado após o bombeamento.

Se os níveis no manômetro estiverem muito altos, a bomba manual poderá ser utilizada para pressurizar o coletor superior. Todos os níveis serão reduzidos simultaneamente, mas reterão as diferenciais apropriadas.

Instalação

Se os níveis estiverem muito baixos, a bomba manual deverá ser desconectada e o parafuso de purga de ar brevemente aberto de modo a reduzir a pressão no coletor superior. Como alternativa, a válvula de controle de fluxo de saída pode ser fechada para aumentar a pressão estática do sistema, o que aumentará todos os níveis simultaneamente.

Se o nível de qualquer tubo de manômetro decair muito, então o ar entrará pelo coletor inferior. Se o nível em qualquer tubo de manômetro ficar muito alto, entrará água no coletor superior e ela fluirá para os tubos adjacentes.

Nota: Se a pressão estática no sistema for excessiva, ou seja, com a válvula de controle de fluxo da bancada totalmente aberta e a válvula de controle de fluxo de saída quase fechada, não será possível usar a bomba manual para baixar os níveis nos tubos de manômetro. As válvulas devem ser ajustadas para produzir a taxa de fluxo exigida em uma pressão estática menor.

Na operação, a queda de pressão de cada conexão é comparada com a taxa de fluxo do volume, a qual é medida com uso do tanque de medição volumétrica e um cronômetro (não fornecido).

Para verificar a operação do indicador de pressão diferencial associado com a válvula de gaveta, feche os tubos de conexão flexíveis das tomadas de pressão da curvatura da mitra utilizando as abraçadeiras fornecidas, antes de fechar a válvula de gaveta (para evitar que o ar seja arrastado para o sistema).

Abra a válvula de controle de fluxo da bancada e a válvula de controle de fluxo de saída. Na medida em que a válvula de gaveta é fechada, a pressão diferencial através da válvula será exibida no indicador.

Feche a válvula de controle de fluxo da bancada e, em seguida, desligue a bomba de serviço. O aparato de Perdas de Energia em Curvaturas F1-2 está pronto para uso.

Operação

Operação do Software

Nota: Os diagramas nesta seção estão incluídos como exemplos típicos e não podem ser relacionados especificamente para um produto individual.

O Software da Armfield é uma poderosa ferramenta Educacional e para Registro de Dados com uma grande variedade de recursos. Alguns dos principais recursos estão destacados abaixo para auxiliar os usuários, mas os detalhes completos sobre o software e como utilizálo são fornecidos nas apresentações e no texto do Help incorporados no Software. A ajuda sobre a Utilização do Software ou Utilização do Equipamento está disponível clicando no tópico apropriado no menu suspenso Help a partir da barra de ferramentas superior durante a operação do software, conforme mostrado:

Carregue o software. Se múltiplos experimentos estiverem disponíveis, então um menu será exibido listando as opções. Aguarde até que a tela de apresentação abra completamente, conforme mostrado:

Tela de Apresentação - Noções Básicas e Navegação

Conforme indicado acima, o software inicia com a Tela de Apresentação exibida. O usuário toma conhecimento através de uma apresentação simples que fornece ao usuário uma visão geral das capacidades do equipamento e do software e explica, em termos simples, como navegar pelo software e resume as principais instalações completas com links diretos para os textos vinculados ao contexto do "help" (ajuda).

Operação

Para exibir as apresentações, clique em Next ou clique no tópico desejado no painel à esquerda, conforme apropriado. Clique em More durante a exibição de qualquer um dos tópicos para exibir o índice do Help (ajuda) relacionado a este tópico.

Para retornar à tela de Apresentação a qualquer momento, clique no ícone View

Presentation da barra de ferramentas principal ou clique em Presentation a partir do menu suspenso, conforme mostrado:

Para informações mais detalhadas sobre as apresentações, consulte o Help disponível na barra de ferramentas superior quando estiver operando o software.

Barra de ferramentas

Uma barra de ferramentas é exibida na parte superior da tela o tempo todo, desse modo os usuários podem mudar imediatamente para o recurso que deseja, conforme mostrado:

O menu superior se expande como um menu suspenso quando o cursor é colocado sobre um nome.

A linha inferior de ícones (padrão para todos os Softwares da Armfield) permite que uma função específica seja selecionada. Para facilitar o reconhecimento, os nomes de texto popup aparecem quando o cursor é posicionado sobre o ícone.

Esquema Sinóptico

O Esquema Sinóptico é a tela mais geralmente utilizada e fornece uma representação ilustrada do equipamento, com caixas para inserir medições do equipamento, exibir quaisquer variáveis calculadas e etc., diretamente em unidades de engenharia.

Para exibir o Esquema Sinóptico, clique no ícone View Diagram da barra de ferramentas principal ou clique em Diagram do menu suspenso View, conforme mostrado:

Manual de Instruções da Armfield

Um esquema Sinóptico é exibido, semelhante ao diagrama conforme mostrado abaixo:

Os detalhes do diagrama irão variar dependendo do equipamento escolhido, se experimentos múltiplos estiverem disponíveis.

Caixas de entrada de dados manuais com um plano de fundo colorido permitem variáveis medidas, constantes tais como Cd de Orifício e Pressão Atmosférica, conforme apropriado, para serem alterados sobrescrevendo o valor padrão. Após digitar o valor, pressione a tecla Return (retornar) ou clique em uma caixa diferente para inserir o valor.

Além das variáveis medidas como Volume, Tempo, Temperatura ou Pressão, dados calculados tais como vazão de Volume/Descarga, Perda de Carga e etc., são exibidos continuamente nas caixas de dados com um plano de fundo branco. Estes dados são atualizados automaticamente e não podem ser alterados pelo usuário.

Após inserir um conjunto de dados completo de medições no equipamento, clique no ícone

para salvar o conjunto dos resultados, antes de inserir um outro conjunto.

Operação

O esquema sinóptico associado a alguns produtos inclui o recurso para selecionar diferentes experimentos ou diferentes acessórios, normalmente no lado esquerdo da tela, conforme mostrado abaixo:

Ao clicar sobre o acessório apropriado ou exercício, o esquema sinóptico associado, tabela, gráficos e etc., serão alterados para atender o exercício que está sendo realizado.

Recursos de Registro de Dados no Esquema Sinóptico

O software da Armfield projetado para entrada manual de variáveis medidas não inclui recurso de registro de dados automático e essas opções estarão acinzentadas onde não

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