EMEI08 Pratica da 1a Lei IMPRIMIR

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Exercício D - Equação de Energia de Fluxo Estacionário

Objetivo Investigar a equação de energia de fluxo estacionário aplicada a um circuito de recirculação.

Método

Calcular a taxa de transferência de calor em uma faixa de taxas de recirculação, utilizando a equação de energia de fluxo estacionário.

Teoria A equação de energia de fluxo estacionário pode ser determinada conforme a seguir:

onde

QT é a taxa de transferência de calor para o sistema Qw é o trabalho feito pelo sistema

Qm é a taxa de fluxo de massa através do sistema h é a entalpia do fluido u é a velocidade do fluido

Fornecimento de água fria Regulador de pressão

Aquecedor de águaPara dreno Bomba do circuito de recirculação

Volume adicional

Fx = Sensor de fluxo Tx = Sensor de temperatura

Exercício D z é a altura do fluido acima de uma referência g é a aceleração devido à gravidade, e os subscritos 1 e 3 se referem à entrada e à saída, respectivamente. Com o equipamento TH4, algumas hipóteses podem ser feitas para simplificar essa equação: A entrada e a saída estão à mesma altura, de modo que o termo de energia potencial g(z3 – z1 ) chega a zero. O sistema não realiza trabalho, assim, o termo Qw se torna insignificante. A equação, então, se torna:

QT pode ser determinada pelo experimento, medindo as taxas de fluxo de entrada e saída e as temperaturas, desde que o diâmetro do tubo na entrada e na saída seja conhecido.

Instalação do Equipamento Para instalar o equipamento de circuito de recirculação, você precisará completar o circuito de recirculação. Utilize a tubagem de comprimento curto fornecida para conectar os dois acoplamentos autosselantes na unidade.

Verifique se o tubo de entrada está conectado ao fornecimento de água e se o tubo de saída está conectado ao dreno adequado.

Ligue o console e abra totalmente ambas as válvulas do circuito de recirculação e de entrada.

Ligue a fonte de abastecimento de água, aguarde até que a água esteja fluindo através do sistema e, então, ligue a bomba do circuito de recirculação.

Abra e feche a válvula do circuito de recirculação algumas vezes para ajudar a dispersar qualquer ar presente.

Aguarde alguns segundos até que todo o ar seja bombeado do sistema e, em seguida, desligue a bomba do circuito de recirculação e feche ambas as válvulas até que você esteja pronto para iniciar o experimento.

Procedimento Abra a válvula de entrada e a válvula do circuito de recirculação. Ligue a bomba do circuito de recirculação e o aquecedor e aguarde até que a temperatura de saída atinja um valor estacionário.

Tome leituras de cada fluxômetro e dos sensores de temperatura. Feche a válvula de recirculação um pouco para reduzir a taxa de recirculação e repita as leituras. Continue fechando a válvula de recirculação um pouco de cada vez, tomando leituras em cada taxa de recirculação.

Altere a taxa de fluxo utilizando a válvula de entrada e repita o experimento.

Continue fechando a válvula de entrada um pouco de cada vez e repita o experimento até que as leituras tenham sido obtidas de uma ampla faixa de taxas de fluxo de entrada.

Manual de Instruções da Armfield

Determine as entalpias de entrada e de saída a partir das temperaturas medidas, utilizando a tabela de referência prevista na Folha de Dados 3. As velocidades de entrada e saída podem ser determinadas a partir das taxas de fluxo de entrada e saída e do diâmetro do tubo.

Um valor para o diâmetro do tubo no ponto de medição de fluxo foi fornecido.

A taxa de fluxo de massa de entrada pode ser determinada a partir da taxa de fluxo de entrada e da densidade de fluxo de entrada. A densidade pode ser encontrada a partir da temperatura de entrada, utilizando a tabela de referência fornecida na Folha de Dados 1.

QT , a taxa de transferência poderá, então, ser determinada.

Resultados Tabele seus resultados sob os seguintes cabeçalhos:

A densidade da água sob condições experimentais:

Diâmetro do tubo:

Taxa Fluxo Entrada F l/min

Taxa Fluxo

Recirculação F l/min

Taxa Fluxo

Saída l/min

Taxa Fluxo Entrada Q m/s

Taxa Fluxo

Recirculação Q m/s

Taxa Fluxo Saída Q m/s

Temp. Entrada

Temp. Recirculação

Temp. Saída

Entalpia Entrada h J/kg

Entalpia Saída h J/kg

Velocidade Entrada u m/s

Velocidade Saída u m/s

Taxa Fluxo Massa kg/s Q

Taxa

Transferência Calor

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