Relatório 2 - Peso Específico

 

1.  Introdução O presente relatório tem como intuito caracterizar conceitos ao respeito de uma  propriedade essencial essencial no cá cálculo lculo hidráulico, o pe peso so específico. Tais aspectos, tem importância inestimável no estudo de mecânica dos fluidos e na parte conceitual da disciplina de Hidráulica, uma vez que essa característica interfere substancialmente no dimensionamento de tubulações e fluidez. 2.  Revisão da Literatura a.  Peso Específico É a relação entre o peso de um fluido e o volume ocupado. É denotado  pela letra grega grega gama ) e sua unidade no SI é o N/m³ (Newton por metro cúbico). Logo definimos peso específico por:



 } )             {   Onde W é o peso de um determinado fluido e V seu volume, ou então, se tem a relação entre a massa M, a gravidade g, e seu respectivo volume V.  No sistema Internacional Internacional de unida unidades, des, a unida unidade de usada é o Newton por metro cúbico, já no sistema MKS a unidade utilizada é o quilogramaforça por metro cúbico (kgf / m³), e por fim a unidade do sistema CGS é o dina por centímetro cúbico. Ainda assim, é possível conceituar uma relação entre peso específico e massa específica.

        

Logo, podemos afirmar que o peso específico depende das condições da gravidade e do volume de fluido, como este último pode variar em função da temperatura, então, a diferentes temperaturas pode-se ter diferentes pesos Issorasemaior, deve aháalteração daitação agitação dasma  partículas, logo aespecíficos. uma temperatu temperatura maior ag agitação e logo maior ior volume, o contrário também ocorre a baixas temperaturas o volume se contrai uma vez que a força de atração entre os elementos do fluido é maior, então o reduz-se o volume.

 

3.  Materiais e Métodos a.  Materiais i.  Uma bomba hidráulica que permite a emissão de ar para uma tubulação, com a regulagem via registro; ii.  Mangueiras para a passagem de ar, montadas de forma que a  pressão sobre sobre os tubos comun comunicantes icantes gradua graduadas das seja a mesma; mesma; iii.  Quadro com tubos comunicantes graduados em centímetros, contendo glicerina; uma quantidade de água, óleo de soja, óleo de motor e  b.  Métodos i.  Primeiramente, deve-se cessar toda e qualquer variação de  pressão de forma forma que todos os tubos aprese apresentem ntem a mesma altura. altura. ii.  Em seguida, variar a pressão girando o registro de forma a  permitir a passagem passagem de ar, assim os os níveis dos tubo tuboss paralelos apresentarão alturas diferentes; iii.  Registrar a diferença de altura entre os tubos. iv.  Repetir o procedimento os procedimentos procedimentos ii e iii ii i o quão julgar necessário. v.  Partindo do pressuposto que as pressões em todos os tubos t ubos são iguais, e tendo conhecido o peso específico de um dos fluidos, e que a pressão é função do produto de peso específico e da diferença de altura contida entre os vasos. Temos a seguinte igualdade.

      . Logo, temos:                 Onde,    é o peso específico de um determinado fluido e   a

diferença de altura existente entre os dois tubos que contém o líquido. Então, sendo conhecido ao menos 1 dos pesos específicos, e realizando a leitura simultânea das alturas dos vasos comunicantes dos tubos, a mesma pressão, podemos descobrir fórmula: o peso específico da substância através da seguinte

             (eq.2)         Então, realizando o cálculo podemos determinar os pesos específicos dos fluidos.

 

4.  Memorial de cálculo Foram realizadas 6 leituras simultâneas da diferença de altura de diversos fluidos a diferentes temperaturas. Resultando na tabela 1 abaixo: Material Leitura dadas em centímetros Leitura 1 Leitura 2 Leitura 3 Leitura 4 Leitura 5 Leitura 6

Óleo de Motor

Glicerina

Óleo de Soja

Água

21,8 19 14,5 7,1 2,5 2,4

16,5 14,2 11 5,5 2,6 1,2

20,6 17,7 13,7 6,9 3 1,7

19,7 16,5 13,2 6,5 3,2 1,4

Tabela 1  –  diferenças  diferenças de alturas encontradas entre os tubos. Foi convencionado, pelo responsável do laboratório de Mecânica dos Fluidos, que o peso específico padrão seria o da água com 1000 kgf/m³. Então utilizandose a equação 2 e as alturas do fluido conhecido e peso especifico conhecido, neste caso a água, e as leituras de alturas realizadas dos outros fluidos, pudemos obter, então, os pesos específicos das substâncias conforme apresentado na tabela 2 abaixo:

Material

Cálculo dos pesos específicos(kgf/m³)

Peso específico médio (kgf/m³)

Óleo de Motor 903,67 868,42 910,34 915,49 1280 583,33 910,21

Glicerina 1193,94 1161,97 1200 1181,82 1230,77 1166,67 1189,2

Tabela 2  –  Pesos  Pesos específicos obtidos em diferentes fluidos.

Óleo de Soja 956,31 932,2 963,5 942,03 1066,67 823,53 947,37

 

5.  Resultados e discussão Com a devida utilização dos equipamentos e a utilização util ização dos recursos matemáticos e físicos, temos por então a tabela 3 com os pesos específicos dos fluidos. Material

Cálculo dos pesos específicos(kgf/m³)

Peso específico médio (kgf/m³)

Óleo de Motor 903,67 868,42 910,34 915,49 1280 583,33 910,21

Glicerina 1193,94 1161,97 1200 1181,82 1230,77 1166,67 1189,2

Óleo de Soja 956,31 932,2 963,5 942,03 1066,67 823,53 947,37

Tabela 3  –  Resultado  Resultado do experimento Comparando os valores encontrados à literatura, pode-se notar sensível diferença entre esses valores e os encontrados em livros, isso pode ser explicado pelos fatores de  precisão dos equipamentos e aalém lém disso é pos possível sível ter ocorrido eq equívocos uívocos de leitura do operador do experimento e leves alterações de pressão. 6.  Conclusão Levando-se em consideração os fatores acima levantados, l evantados, é necessário fazer ressalvas sobre a essencialidade dos fatores físicos f ísicos que caracterizam amostras de fluidos para o desenvolvimento de projetos hidráulicos e seus respectivos aspectos e peculiaridades. Então, demonstra-se que apesar da imprecisão é possível obter resultados suficientes para a realização desses projetos.