Relatorio 3 - Dinamica de Gases

Ministério da Educação Universidade Federal do ABC Centro de Engenharia Modelagem e Ciências Sociais Aplicadas CECS Engenharia Aeroespacial Disciplina ESAE00323 Dinâmica de Gases 2026Q1 Prof Dr Alexandre Alves Roteiro para a terceira atividade de laboratório Data Aluno ROTEIRO PARA ENSAIOS DE CRESCIMENTO DE CAMADA LIMITE EM PLACA PLANA Segurança Os alunos deverão obrigatoriamente utilizar jaleco calça comprida óculos de proteção protetor auricular sapatos fechados e prender a cabeleira comprida Os ensaios somente poderão ser realizados com a supervisão e acompanhamento do técnico de laboratório eou do docente da disciplina CUIDADO Sempre higienize os óculos de proteção e o protetor auricular com álcool antes de utilizálos Certifiquese de que todos os botões de seu jaleco estão fechados Nota útil A temperatura e a pressão do ambiente influenciam nos resultados Não esqueça de anotar essas informações antes de iniciar os ensaios Ministério da Educação Universidade Federal do ABC Centro de Engenharia Modelagem e Ciências Sociais Aplicadas CECS Engenharia Aeroespacial Disciplina ESAE00323 Dinâmica de Gases 2026Q1 Prof Dr Alexandre Alves Roteiro para a terceira atividade de laboratório Data Aluno ATIVIDADE PRÁTICA CRESCIMENTO DE CAMADA LIMITE EM PLACA PLANA Objetivo Realizar ensaios para determinar o crescimento de camada limite em diferentes aerofólios posicionados sobre uma placa plana exposta a diferentes velocidades de escoamento no interior da seção de testes do túnel de vento Procedimento de ensaios para determinar a distribuição de pressão ao redor do cilindro 1 Higienize e coloque os óculos de proteção e o protetor auricular 2 Certifiquese de que o túnel de vento está desconectado da tomada de alimentação de energia elétrica 3 Abra a seção de testes retirando a proteção acrílica posterior fixada verticalmente 4 Retire os dois tubos de Pitot da seção de testes 5 Monte o Pitot que possui tomada de pressão estática a montante da seção de testes 6 Movimente esse tubo de Pitot até o limite superior da seção de testes 7 Fixe o suporte do modelo por meio de seus parafusos frontais na proteção acrílica frontal fixada verticalmente 8 Posicione o modelo de placa plana no interior da seção de testes passando o eixo do modelo Ver Figura 01 dentro do suporte 9 Aperte todos os parafusos frontais e perpendiculares do suporte do modelo 10 Posicione o eixo do ajustador de montagem na proteção acrílica superior fixada horizontalmente no orifício central onde o tubo de Pitot a jusante estava posicionado 11 Coloque as arruelas e a porca na parte do eixo localizada dentro da seção de testes 12 Monte as arruelas e a porca na parte do eixo localizada fora da seção de testes 13 Solte os parafusos perpendiculares do suporte do modelo 14 Com a utilização de um nível ajuste as duas partes da placa para que estejam paralelas ao escoamento da seção de testes Para isso ajuste as arruelas do eixo dentro e fora da seção de testes 15 Aperte os parafusos perpendiculares e os parafusos frontais do suporte do modelo Ministério da Educação Universidade Federal do ABC Centro de Engenharia Modelagem e Ciências Sociais Aplicadas CECS Engenharia Aeroespacial Disciplina ESAE00323 Dinâmica de Gases 2026Q1 Prof Dr Alexandre Alves Roteiro para a terceira atividade de laboratório Data Aluno 16 Posicione o braço de suporte no eixo no modelo e o ajuste para manter o paralelismo do modelo de placa plana com o escoamento na seção de testes sendo admissível tolerância de 5 nos ângulos dos bordos de ataque e de fuga ver Figura 02 17 Aperte o parafuso de fixação do braço do suporte para manter o modelo imóvel 18 Um aluno deve manter a suspensa a proteção acrílica posterior enquanto outros alunos devem passar as mangueiras dos tubos de Pitot do modelo pelo orifício localizado na proteção acrílica posterior Esse procedimento deve ser realizado com cuidado isso porque as mangueiras são muito frágeis 19 Feche a seção de testes fixando a proteção acrílica posterior fixada verticalmente 20 As mangueiras dos Tubos de Pitot do modelo estão numeradas monte cada uma delas no seu respectivo conector posicionado no distribuidor ver Figura 03 21 Conecte duas mangueiras nas tomadas de pressões estáticas da seção de teste uma a montante e a outra a jusante Na outra extremidade dessas mangueiras as conecte nas duas primeiras colunas do manômetro com líquido azul 22 Posicione o tubo de Pitot montado a montante da seção de testes até 250 mm em sua escala local 23 Conecte as duas tomadas de pressão do Pitot montado a montante da seção de testes em um dos manômetros com líquido laranja 24 Conecte o cabo de fornecimento de energia elétrica do túnel de vento à tomada 25 Ligue o painel de controle e instrumentação Para isso posicione a chave vermelha localizada no painel em ON 26 Gire completamente o botão preto de velocidade no sentido antihorário posição de velocidade mínima 27 Pressione o botão verde START 28 Gradualmente gire o botão preto de velocidade no sentido horário até o túnel atingir sua máxima velocidade 29 Ajuste o túnel para velocidade do escoamento se manter constante em 35 ms 30 Utilize a Tabela A em branco na página 08 para anotar os valores obtidos para a pressão estática na parede a montante Pwmont e a jusante Pwjus Em seguida calcule a pressão estática média na parede Pwmed e anote esse valor na Tabela Ministério da Educação Universidade Federal do ABC Centro de Engenharia Modelagem e Ciências Sociais Aplicadas CECS Engenharia Aeroespacial Disciplina ESAE00323 Dinâmica de Gases 2026Q1 Prof Dr Alexandre Alves Roteiro para a terceira atividade de laboratório Data Aluno INFORMAÇÕES SOBRE A PLACA PLANA OS AEROFÓLIOS E OS TUBOS DE PITOT Bordo de ataque da placa Eixo do modelo Braço de suporte Ajustador de montagem Tubos de medição dos Pitot Bordo de fuga da placa Figura 01 Modelo para medição de camada limite em placa plana Ângulo de ataque Figura 02 Ajustes dos ângulos de ataque e de fuga da placa plana 5 6 Ministério da Educação Universidade Federal do ABC Centro de Engenharia Modelagem e Ciências Sociais Aplicadas CECS Engenharia Aeroespacial Disciplina ESAE00323 Dinâmica de Gases 2026Q1 Prof Dr Alexandre Alves Roteiro para a terceira atividade de laboratório Data Aluno 31 Aguarde o escoamento estabilizar e com uma câmera digital filme por dois minutos ajustado para 1 frame por segundo os manômetros com líquido azul de número 1 a 25 para obter os valores de pressão para cada Pitot P0 posicionado nos aerofólios da placa plana 32 As posições dos tubos de Pitot nos aerofólio localizados na placa plana a partir do bordo de ataque são apresentadas na Figura 04 Já a Figura 05 mostra as distâncias em milímetros dos orifícios dos Pitot para cada aerofólio a partir da base da placa plana 33 Gire lentamente o botão preto de velocidade no sentido antihorário até o túnel atingir a velocidade mínima 34 Aperte o botão vermelho STOP 35 Repita o experimento com a velocidade do escoamento no túnel constante em 25 ms 36 Utilize a Tabela B em branco na página 09 para anotar os resultados obtidos 37 Repita o experimento porém com a velocidade do escoamento em 20 ms 38 Utilize a Tabela C em branco na página 10 para anotar os resultados obtidos 39 Desligue o túnel de vento Ministério da Educação Universidade Federal do ABC Centro de Engenharia Modelagem e Ciências Sociais Aplicadas CECS Engenharia Aeroespacial Disciplina ESAE00323 Dinâmica de Gases 2026Q1 Prof Dr Alexandre Alves Roteiro para a terceira atividade de laboratório Data Aluno Figura 03 Conexão das mangueiras dos Pitot no distribuidor Figura 04 Distâncias mm a partir do bordo de ataque para cada aerofólio e seus respectivos Pitot Ministério da Educação Universidade Federal do ABC Centro de Engenharia Modelagem e Ciências Sociais Aplicadas CECS Engenharia Aeroespacial Disciplina ESAE00323 Dinâmica de Gases 2026Q1 Prof Dr Alexandre Alves Roteiro para a terceira atividade de laboratório Data Aluno Figura 05 Distâncias mm dos orifícios dos Pitot para cada aerofólio a partir da base da placa plana Ministério da Educação Universidade Federal do ABC Centro de Engenharia Modelagem e Ciências Sociais Aplicadas CECS Engenharia Aeroespacial Disciplina ESAE00323 Dinâmica de Gases 2026Q1 Prof Dr Alexandre Alves Roteiro para a terceira atividade de laboratório Data Aluno TABELA A INFORMAÇÕES MEDIDAS PARA 35 ms Manômetro ΔP 15 mmH2O Temperatura ambiente Ta 23C 29615K K Pressão atmosférica Pa 1020 milibar Massa específica calculada do ar ρa 12 kgm³ Pressão estática a montante na parede Pwmont mmH2O Pressão estática a jusante na parede Pwjus mmH2O Pressão na parede Pwmed mmH2O Pitot n P₀ mmH2O Pwmed P₀ mmH2O Pwmed P₀ Pa Velocidade Local ms 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Ministério da Educação Universidade Federal do ABC Centro de Engenharia Modelagem e Ciências Sociais Aplicadas CECS Engenharia Aeroespacial Disciplina ESAE00323 Dinâmica de Gases 2026Q1 Prof Dr Alexandre Alves Roteiro para a terceira atividade de laboratório Data Aluno TABELA B INFORMAÇÕES MEDIDAS PARA 25 ms Manômetro ΔP 38 mmH2O Temperatura ambiente Ta K Pressão atmosférica Pa milibar Massa específica calculada do ar ρa kgm³ Pressão estática a montante na parede Pwmont mmH2O Pressão estática a jusante na parede Pwjus mmH2O Pressão na parede Pwmed mmH2O Pitot n P₀ mmH2O Pwmed P₀ mmH2O Pwmed P₀ Pa Velocidade Local ms 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Ministério da Educação Universidade Federal do ABC Centro de Engenharia Modelagem e Ciências Sociais Aplicadas CECS Engenharia Aeroespacial Disciplina ESAE00323 Dinâmica de Gases 2026Q1 Prof Dr Alexandre Alves Roteiro para a terceira atividade de laboratório Data Aluno TABELA C INFORMAÇÕES MEDIDAS PARA 20 ms Manômetro ΔP 25 mmH2O Temperatura ambiente Ta K Pressão atmosférica Pa milibar Massa específica calculada do ar ρa kgm³ Pressão estática a montante na parede Pwmont mmH2O Pressão estática a jusante na parede Pwjus mmH2O Pressão na parede Pwmed mmH2O Pitot nº P0 mmH2O Pwmed P0 mmH2O Pwmed P0 Pa Velocidade Local ms 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 ZERO 410 anexar textos aprofundamento teorico sobre a camada limite trazer teoria e associar Para cada aerólolio tenha uma diferença na velocidade São 5 aerolólios Brevis aprofundar cada um trazer teoria Ministério da Educação Universidade Federal do ABC Centro de Engenharia Modelagem e Ciências Sociais Aplicadas CECS Engenharia Aeroespacial Disciplina ESAE00323 Dinâmica de Gases 2026Q1 Prof Dr Alexandre Alves Roteiro para a terceira atividade de laboratório Data Aluno ANÁLISES DOS RESULTADOS EXPERIMENTAIS 1 Faça a média e o desvio padrão dos valores de pressão dos Pitot 1 a 25 para cada ensaio Em seguida insira os valores nas Tabelas A B e C 2 Determine a pressão média na parede Pwmed a partir das pressões estáticas medidas a montante e a jusante Calcule a diferença entre a pressão média na parede e a pressão medida para cada Pitot Pwmed P0 em mmH2O e converta os valores para Pascal Observe que os valores em Pascal estão em módulo e por isso devem assumir valores positivos Determine a velocidade medida em cada Pitot ms Em seguida insira os valores nas Tabelas de resultados 3 Construa um gráfico do crescimento da camada limite na superfície da placa para cada ensaio utilizando os valores de velocidades locais medidas em função dos Pitot numerados de 1 a 25 4 Construa um gráfico do crescimento da camada limite na superfície da placa plana utilizando os valores de velocidades locais medidas nos três ensaios em função dos Pitot numerados de 1 a 25 5 Discuta os resultados e chegue a uma conclusão correlacionando a teoria com a prática Massa específica do ar ρa Pa 100 R Ta e Coeficiente real de pressão V 2Pwmed P0 ρa Onde P0 pressão de estagnação medida pelo Pitot Pa Pw pressão estática na parede interpolada para a posição do Pitot Pa ρa massa específica do ar no local e horário do ensaio kgm³ Ta temperatura ambiente K Pa pressão ambiente milibar R constante do gás 287 m²s²K 25 m 35 m 20 m pc 3020 100 287 29613 102000 84955105 12