Prova Operações Unitárias - Dimensionamento de Tubulações e Reologia

ATIVIDADE AVALIATIVA P1 Disciplina Operações Unitárias Curso Engenharia de Produção Nome Instruções responda as questões abaixo não pode ser digitado a resolução dos exercícios deve ser realizada de forma detalhada tire uma foto da atividade e converta para formato PDF até o dia 1604 as 23h59 1 10 Para o dimensionamento de tubulações é necessário a determinação da perda de carga do sistema e para isso utilizase o diagrama de Moody para a determinação do fator de atrito Sendo assim avalie o diagrama de Moody na figura a seguir Com base no diagrama de Moody e nas informações apresentadas avalie as afirmações a seguir I Para o escoamento laminar o fator de atrito depende do número de Reynolds sendo independente da rugosidade da superfície II Para superfícies lisas a rugosidade relativa é nula logo o fator de atrito é zero III Para números de Reynolds muito grandes as curvas de fator de atrito correspondentes às curvas de rugosidade relativas especificadas são praticamente horizontais tornando o fator de atrito independente do número de Reynolds nessa região É correto o que se afirma em JUSTIFIQUE AS AFIRMATIVAS INCORRETAS A II B III C I e II D I e III E I II e III 2 15 Muitos remédios são tomados em doses menores que o mg Um comprimido de certo remédio tem 0025 mg de uma certa substância Com 1 kg desta substância quantos comprimidos podem ser feitos 3 15 A reologia consiste no estudo do escoamento ou deformação de um material quando submetido a uma tensão Estudos reológicos são importantes na pesquisa no desenvolvimento na seleção na produção e no controle de qualidade de produtos alimentícios Nesse sentido considere os dois reogramas a seguir De acordo com as Figuras responda as seguintes questões a Correlacione as letras do primeiro gráfico com os números do segundo gráfico b Descreva o comportamento dos fluidos pseudoplástico dilatante e newtoniano Também descrevam o comportamento dos fluidos dependentes do tempo 4 20 O sistema da figura abaixo trabalha em operação de fluxo contínuo com vazão igual a 236 Ls A perda de carga da tubulação e acessórios na aspiração é igual a 5 m A perda de carga da tubulação e acessórios no recalque é igual a 75 m O NPSH requerido é igual a 7m Considere H0 0 Com o auxílio da curva da bomba fornecida responda as seguintes questões a Selecione o diâmetro do rotor da bomba apropriado para o sistema utilize o gráfico HB Hman b Determine o NPSH do sistema considerando a temperatura máxima da água igual a 60ºC Verifique se a bomba cavita c Calcule a potência de acionamento da bomba nas condições normais de operação considerando o rendimento especificado pelo fabricante Peso específico da água 1000 kgfm3 Dados pressão atmosférica 1 atm Para 60ºC massa específica da água igual a 984 kgfm3 pressão de vapor 206 mca 5 20 Na figura abaixo considere a bomba com uma vazão de 9 Ls O fluido é gasolina a 25ºC Do catálogo do fabricante se obtém que a bomba apresenta um NPSH igual a 19 m Considere um tubo de aço com rugosidade absoluta de 43x104 m Determinar a A perda de carga do sistema b O NPSH do sistema verificando se existe risco de cavitação Considere o coeficiente de perda de carga de cada curva de 90º é igual a 04 e da válvula de pé é igual a 175 Propriedades da gasolina a 25ºC peso específico 7800 Nm3 viscosidade cinemática 6 x 106 m2s pressão de vapor da gasolina 325 kPa pressão atmosférica 10223 kPa diâmetro da tubulação 100 mm 6 20 No dimensionamento de instalações hidráulicas a quantificação das perdas de carga ocorridas ao longo do comprimento das tubulações devido ao atrito do fluido tubulação é importante para o correto funcionamento do sistema de distribuição Então observe a figura abaixo e calcule a perda de carga total do sistema O sistema tem um tubo de diâmetro nominal de 1 ½ e uma vazão mássica de 197kgs A densidade do fluido é constante 125 gcm3 e a perda de carga através do filtro é 100kPa Devese considerar a perda de carga na entrada na válvula globo aberta e nos três joelhos 90 graus rosqueado Calcule a perda de carga total considerando os seguintes dados μ 034Pas Re 2124 newtoniano 1 ½ como é o diâmetro nominal equivale ao diâmetro externo Este tubo possui espessura de parede de 015 mm Dint Dext 2 x espessura 00351 m Sabese que Valores de Kf saída do reservatório 05 expansão total 10 Para a perda de carga através do filtro é necessário kPa para m2s2 então dividese a perda de carga kPa pela densidade do fluido bomba redução de área de escoamento válvula filtro cotovelo cotov cotov expans cotovelo cotovelo IJurdauo IT3dodua a a 4G 3A 4 40 umanto da toxa au eiialhomnts doxa di cahae Q0360036 ma49G Upg3tm NPSHRRm Caloudoe a olbuo mrarortica Pub b n345535 NPSN 01305 a0G5 5 92492I INPSH 1594 m oasonb s cle P9210o023G5o p44G63W HEAD Meters 75 60 45 30 15 178 mmn 175 mm 105 mmn 50 NPSHr 25 60 652 702 50 502 75 75 R9335 733 653 0 10HP 100 Capacity Cu Metersh1 212AB 3500 RPM 25HP 125 150 NPSHIM 20 0 s Caladad a elidocla Calculands Re ke VD o Re 445040 Re 493 40 640G Pas ciogana du Macy 43 o Hp 00382 G2446 02415 446 O00 921 Hp408 023 Hp45m b NPSH Pot Py N5 tp NP SW M001335 a921 60462 NPSH 13 1m he Mooy chart for the friction factor for fully develoned flow in circular tuhes 1GURE A27 Reynolds number Re 0008 103 210 3 4 56 8 104 210 3 4 56 8 105 210 3 4 5 6 8 106 210 3 4 56 8 107 210 3 4 56 108 8 000001 0009 Commercial steel 000015 Stainless steel Wrought iron 0045 sD 000000 l 0000007 001 0002 000015 0046 eD 0000005 Galvanized iron 00005 015 000005 Cast iron 000085 026 Copper or brass tubing 000000S 00015 00001 Rubber smoothed 0000033 001 Wood stave 00016 05 Smooth pipes 00002 Concrete 0003003 099 0015 Glass plastic 00004 Material ft mm Roughness e 002 00006 00008 0001 0002 0025 003 0004 Laminar flow 64Re 0006 004 0008 001 0015 002 005 003 006 004 007 005 008 Complete turbulence rough pipes flow Zone fzone 009 Laminar Critical Transition 01 Co püda di coago HP flta AP 40000 oloul ondg V A A V 493 4350TT00851 G4 Re 64 9124 435091 pTD a oV 163 030 O0361 a921 Hp 4319 448 5 Hp Q15 m 815m 05800 G 40 463 215