Física experimental - Mecânica dos fluidos - Conjunto para hidráulica
com sensores, software e interface - EQ310A.
Índice Remissivo ...................................................................................................................................................................................................... 10
Abertura ................................................................................................................................ 12
O presente manual é composto por três partes: Documentação do produto, Instruções para o
professor e Atividades para o aluno. .................................................................................. 12
Autor: Luiz Antonio Macedo Ramos - Direitos autorais reservados
Documentação do produto / Documentación del producto /
Product Documentation............................ 12
Atendimento ao cliente. .................................................................................................................................................................... 13
Também dos Direitos Autorais: ....................................................................................................................................................... 13
• “A publicação/divulgação da(s) fotografia(s) e/ou ilustração(ões) reproduzida(s) na presente obra dependerá da prévia e expressa
autorização do(s) fotógrafo(s) e/ou ilustrador(es) como da concordância das pessoas retratadas, se for o caso.” ........................ 13
Também das Patentes Industriais: .................................................................................................................................................. 13
• Os produtos Cidepe contem uma ou mais patentes industriais, portanto são protegidos pela Lei das Patentes da Propriedade
Industrial, sendo proibida sua cópia ............................................................................................................................................. 13
Atendimiento al cliente. .................................................................................................................................................................... 13
También de los Derechos de Autor: ................................................................................................................................................. 13
• "La publicación/ divulgación de la(s) fotografía(s) e/o ilustración (ciones) reproducida(s) en la presente obra dependerá de la
previa y expresa autorización del (de los) fotógrafo(s) y/o ilustrador(es) como de la concordancia de las personas retratadas, si
es el caso". ..................................................................................................................................................................................... 13
También de las Patentes Industriales .............................................................................................................................................. 13
• Los productos Cidepe contan con un o más patentes industriales, por lo tanto, son protegidos por la Ley de las Patentes de la
Propiedad Industrial, siendo prohibida su copia. .......................................................................................................................... 13
Customer service. .............................................................................................................................................................................. 14
Copyright: ......................................................................................................................................................................................... 14
• "The publication/release of the photographs and/or illustrations reproduced in this book depend on the prior and express
authorization of the photographer and/or illustrator as the agreement of the people portrayed, if applicable." ........................... 14
Industrial patents. ............................................................................................................................................................................. 14
• Cidepe's products contain industrial patents, therefore protected by the Patent Law of Industrial Property, being prohibited its
copy. .............................................................................................................................................................................................. 14
Garantia / Guarantee............................................................................................................ 15
Certificado de Garantia Internacional ........................................................................................................................................... 15
As instruções identificadas no canto superior direito da página pelos números que se iniciam pelos algarismos “199…” são destinadas ao professor. ............................................................................................................................................................................ 15
As instruções identificadas no canto superior direito da página pelos números que se iniciam pelos algarismos “999…” são destinadas a informações de segurança e avisos importantes. .................................................................................................................. 15
Certificado de Garantía Internacional ........................................................................................................................................... 15
Las instrucciones identificadas en la parte superior de la página, a la derecha, por los números que se inician con los guarismos
"199…", son destinadas al profesor. ............................................................................................................................................. 15
Las instrucciones identificadas en la parte superior de la página, a la derecha, por los números que se inician por los guarismos
"99…", son destinadas a informaciones de seguridad y avisos importantes. ............................................................................... 15
International Certificate of Guarantee ........................................................................................................................................... 16
The instructions identified in the upper right corner of the page, by numbers beginning with "199…" are intended to the teacher.
16
The instructions identified in the upper right corner of the page, by numbers beginning with "999…" are for safety information
and important warnings. ............................................................................................................................................................... 16
PCNs ...................................................................................................................................... 16
Os produtos Cidepe também são adequados aos Parâmetros Curriculares Nacionais - PCNs. ................................................ 16
Los productos Cidepe también son adecuados a los Parâmetros Curriculares Nacionais - PCNs. ........................................... 16
Cidepe's products also are adequate for Parâmetros Curriculares Nacionais - PCNs ............................................................... 16
AberturaSoftware ................................................................................................................. 17
Licença ................................................................................................................................... 18
Contrato de Licença do Usuário Final do CidepeLab ................................................................................................................... 18
2
Física experimental - Mecânica dos fluidos - Conjunto para hidráulica
com sensores, software e interface - EQ310A.
9999.992 ................................................................................................................................. 20
Informações e avisos importantes de uso e de serviços. ................................................................................................................. 20
Cuide e evite a corrosão de equipamentos. ................................................................................................................................... 20
Acessórios conectáveis ao equipamento. ...................................................................................................................................... 20
A limpeza de equipamentos. ......................................................................................................................................................... 20
Equipamentos com entradas para ventilação. ............................................................................................................................... 20
A manutenção em equipamentos não elétricos. ............................................................................................................................ 21
Caso de troca de peças ou reposição de peças. .............................................................................................................................. 21
Algumas questões ambientais. ......................................................................................................................................................... 21
O descarte da embalagem. ............................................................................................................................................................. 21
O descarte de um produto não elétrico. ......................................................................................................................................... 21
O descarte de um produto elétrico. ............................................................................................................................................... 21
O descarte de pilhas elétricas (ou baterias), quando for o caso. .................................................................................................... 21
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Parte A - Instruções para o professor. .................22
Identificação do produto e seus componentes, passo a passo das montagens, cuidados, informações técnicas e teóricas relevantes. ........................................................................................................................................................................................... 22
Os diferentes níveis de sugestões experimentais nos manuais Cidepe. ........................................................................................ 22
Como montar um manual personalizado com a sequência experimental desejada, utilizando os produtos Cidepe. .................... 22
Onde encontrar o sumário atualizado das instruções que acompanham determinado equipamento constante em qualquer conjunto Cidepe. ................................................................................................................................................................................ 22
Outras informações e suporte técnico. .......................................................................................................................................... 22
1992.351 ................................................................................................................................. 23
Conheça o conjunto para hidrodinâmica, com sensor e software, EQ310A. ............................................................................... 23
Como fazer a limpeza do equipamento. ........................................................................................................................................ 24
1992.339 ................................................................................................................................. 25
Conheça o software para aquisição de dados e interface Lab200 USB. ....................................................................................... 25
Características gerais do software. ................................................................................................................................................ 25
Características principais do sistema. ........................................................................................................................................... 26
Identificação dos comandos e indicadores da interface. ............................................................................................................... 26
O painel frontal. ............................................................................................................................................................................ 26
O painel traseiro. .......................................................................................................................................................................... 26
A etiqueta identificadora. .............................................................................................................................................................. 26
1992.340 ................................................................................................................................. 27
A interface Lab200 USB. .................................................................................................................................................................. 27
O funcionamento e as conexões. ................................................................................................................................................... 27
Como conectar os sensores à interface. ......................................................................................................................................... 28
Como fazer a limpeza do equipamento. ........................................................................................................................................ 28
1992.321 ................................................................................................................................. 29
Conheça o conjunto para hidrodinâmica, com sensor e software - EQ894. ................................................................................. 29
Como fazer a limpeza do equipamento. ........................................................................................................................................ 32
1992.321_1 ............................................................................................................................. 33
A montagem do conjunto para hidrodinâmica - EQ894. .............................................................................................................. 33
A torre de haste tríplice. ............................................................................................................................................................... 33
O sistema de engate rápido dos condutos. .................................................................................................................................... 33
• Como desengatar uma peça. ....................................................................................................................................................... 33
Onde posicionar os componentes na torre de haste tríplice. ......................................................................................................... 33
• Onde posicionar o braço A. ........................................................................................................................................................ 34
• Onde posicionar a câmara transparente. ..................................................................................................................................... 34
• Onde posicionar a câmara opaca. ................................................................................................................................................ 34
• Onde posicionar o medidor vazão. ............................................................................................................................................. 35
• Onde posicionar a bomba centrífuga. ......................................................................................................................................... 35
A conexão das mangueiras entre os componentes. ........................................................................................................................ 35
O conjunto de tubos paralelos. ...................................................................................................................................................... 36
3
Física experimental - Mecânica dos fluidos - Conjunto para hidráulica
com sensores, software e interface - EQ310A.
O acoplamento do manômetro em U aos tubos paralelos. ............................................................................................................ 36
O conjunto traçador. ...................................................................................................................................................................... 36
A preparação para o experimento da determinação do número de Reynolds. ............................................................................... 37
1992.323_1_1 ......................................................................................................................... 38
Como funciona a bomba hidráulica e o sistema controlador da bomba. ..................................................................................... 38
Composição básica e as características da bomba hidráulica. ....................................................................................................... 38
Exemplo de fixação da bomba hidráulica numa haste. ................................................................................................................. 38
Por onde entra e por onde sai a água na bomba hidráulica. .......................................................................................................... 38
Composição básica e as características do controlador da bomba hidráulica. .............................................................................. 39
A conexão elétrica entre a bomba hidráulica e o controlador da bomba. ...................................................................................... 39
1992.321_B ............................................................................................................................. 40
Montagem e fundamentos para o experimento sobre o princípio de Stevin, com manômetro de tubo aberto. ........................ 40
2. Fundamentação teórica. ............................................................................................................................................................. 40
A pressão hidrostática num ponto a uma profundidade h. ............................................................................................................ 40
A pressão absoluta num ponto a uma profundidade h. .................................................................................................................. 40
Tabela e gráfico com dados referentes à água. .............................................................................................................................. 43
Autor: Luiz Antonio Macedo Ramos - Direitos autorais reservados
1992.321_C ............................................................................................................................ 44
Montagem e fundamentos para o experimento sobre o princípio de Stevin, com sensor de pressão diferencial e interface. .. 44
Fundamentação teórica.................................................................................................................................................................. 44
A pressão hidrostática num ponto a uma profundidade h. ............................................................................................................ 44
A pressão absoluta num ponto a uma profundidade h. .................................................................................................................. 44
Tabela e gráfico com dados referentes à água. .............................................................................................................................. 46
1992.330 ................................................................................................................................. 48
Montagem e fundamentos para o experimento sobre velocidade de fluidos por um orifício pequeno. ..................................... 48
A densidade. .................................................................................................................................................................................. 48
Líquidos incompressíveis. ............................................................................................................................................................ 48
O princípio da conservação de volume em trânsito. ..................................................................................................................... 48
A equação da continuidade. .......................................................................................................................................................... 48
A vazão volumétrica. ..................................................................................................................................................................... 49
A equação de Bernoulli. ................................................................................................................................................................ 49
O escoamento por um orifício pequeno. ....................................................................................................................................... 49
Montagem para escoamento de fluido por três orifícios pequenos verticalmente posicionados, EQ894. ................................. 52
1992.331 ................................................................................................................................. 53
Montagem e fundamentos para o experimento de vazão volumétrica em fluidos incompressíveis. .......................................... 53
Conduto. ........................................................................................................................................................................................ 53
Os condutos forçados e os condutos livres. .................................................................................................................................. 53
O raio hidráulico. .......................................................................................................................................................................... 53
A rugosidade, asperezas na parede interna do conduto. ................................................................................................................ 53
A equação da continuidade. .......................................................................................................................................................... 54
A vazão volumétrica. ..................................................................................................................................................................... 54
Como calcular a velocidade de escoamento do fluido pelo reservatório. ..................................................................................... 54
Como calcular a vazão do fluido no reservatório. ......................................................................................................................... 54
Como calcular a velocidade de escoamento do fluido no duto de saída. ...................................................................................... 54
Como calcular a vazão f2 do fluido no duto de saída. .................................................................................................................. 54
Conhecendo os orifícios de escoamento. ...................................................................................................................................... 55
Parte I, aquisição, orifício de 1 mm. ............................................................................................................................................. 57
Parte II, aquisição, orifício de 4,5 mm. ......................................................................................................................................... 57
Parte III, análise dos dados. ........................................................................................................................................................... 58
1992.332 ................................................................................................................................. 59
Montagem e fundamentos para o experimento do número de Reynolds. .................................................................................... 59
O número de Reynolds. ................................................................................................................................................................. 59
As camadas infinitesimais. ............................................................................................................................................................ 60
O vórtice. ...................................................................................................................................................................................... 60
O regime turbulento. ..................................................................................................................................................................... 60
O regime laminar. .......................................................................................................................................................................... 60
4
Física experimental - Mecânica dos fluidos - Conjunto para hidráulica
com sensores, software e interface - EQ310A.
O conjunto traçador com corante. ................................................................................................................................................. 61
Como colocar o corante no conjunto traçador. ............................................................................................................................. 61
1992.333 ................................................................................................................................. 64
Montagem e fundamentos para o experimento de cavitação. ....................................................................................................... 64
1992.334 ................................................................................................................................. 66
Como medir a pressão em manômetros de tubo aberto. ............................................................................................................... 66
A atmosfera e a pressão atmosférica. ............................................................................................................................................ 66
O manômetro conhecido por barômetro. ...................................................................................................................................... 66
O manômetro de tubo aberto. ........................................................................................................................................................ 66
Como ler a pressão manométrica (não absoluta) no manômetro de tubo aberto. ...................................................................... 66
A formação de meniscos. .............................................................................................................................................................. 66
A força de coesão molecular e a força de adesão molecular. ................................................................................................... 66
O menisco convexo. ................................................................................................................................................................ 67
O menisco côncavo. ................................................................................................................................................................ 67
Posição do ponto de medição de pressão dentro do fluido usando manômetro de tubo aberto. ................................................... 67
Autor: Luiz Antonio Macedo Ramos - Direitos autorais reservados
1992.338 ................................................................................................................................. 68
Como preparar o manômetro de tubo aberto................................................................................................................................. 68
Tipos de manômetros de tubo aberto. ........................................................................................................................................... 68
O que é um manômetro de tubo aberto. ........................................................................................................................................ 68
Para que serve o manômetro de tubo aberto. ................................................................................................................................. 68
Como funciona o manômetro de tubo aberto. ............................................................................................................................... 68
Como preparar o manômetro de tubo aberto. ................................................................................................................................ 68
Painéis de versões anteriores .............................................................................................................................................................. 69
1992.323 ................................................................................................................................. 70
Conheça o painel hidráulico I com sensor e software - hidrodinâmica - EQ879A. ..................................................................... 70
Como fazer a limpeza do equipamento. ........................................................................................................................................ 73
1992.323_1 ............................................................................................................................. 74
A montagem do painel hidráulico I - EQ879A. .............................................................................................................................. 74
O quadripé e o painel. ................................................................................................................................................................... 74
As calhas com hidrodutos de adesão magnética. .......................................................................................................................... 75
• Como desengatar um peça .......................................................................................................................................................... 75
Os acessórios do painel. ................................................................................................................................................................ 75
• Como fixar os hidrodutos. .......................................................................................................................................................... 75
• Onde posicionar o sensor de pressão. ......................................................................................................................................... 76
• Onde posicionar a câmara transparente. ..................................................................................................................................... 76
• Onde posicionar o medidor de vazão superior. ........................................................................................................................... 76
• Onde posicionar o medidor de vazão inferior. ............................................................................................................................ 76
• Onde posicionar a bomba. .......................................................................................................................................................... 77
• Onde posicionar o manômetro de tubo. ...................................................................................................................................... 77
A conexão dos acessórios do painel. ............................................................................................................................................. 77
1992.323_2 ............................................................................................................................. 79
Montagem e fundamentos para o experimento de perda de carga em um sistema hidráulico, com manômetro de tubo em U EQ879A. ............................................................................................................................................................................................ 79
A perda de carga. ................................................................................................................................................................................. 80
A equação de Darcy-Weisbach. ........................................................................................................................................................... 80
Darcy, Henry Philibert Gaspard (1803 - 1858). ...................................................................................................................... 80
Weisbach, Julius (1806 - 1871). .............................................................................................................................................. 80
O fator de atrito de Darcy-Weisbach. ................................................................................................................................................. 80
A velocidade de escoamento. .............................................................................................................................................................. 81
A equação do movimento. ............................................................................................................................................................. 81
Observação: esta instrução também serve para o experimento ‘A perda de carga e o fator de resistência, com manômetro de
tubo em U’. .................................................................................................................................................................................. 82
1992.323_2A .......................................................................................................................... 83
Montagem e fundamentos para o experimento de perda de carga em um sistema hidráulico, com manômetro, sensor de
pressão diferencial e interface - EQ879A. ....................................................................................................................................... 83
5
Física experimental - Mecânica dos fluidos - Conjunto para hidráulica
com sensores, software e interface - EQ310A.
A perda de carga. ................................................................................................................................................................................. 84
A equação de Darcy-Weisbach. ........................................................................................................................................................... 84
Darcy, Henry Philibert Gaspard (1803 - 1858). ...................................................................................................................... 84
Weisbach, Julius (1806 - 1871). .............................................................................................................................................. 84
O fator de atrito de Darcy-Weisbach. ................................................................................................................................................. 84
A velocidade de escoamento. .............................................................................................................................................................. 85
A equação do movimento. ............................................................................................................................................................. 85
1992.324 ................................................................................................................................. 87
Conheça o painel hidráulico II com sensor e software - hidrodinâmica, EQ879B. ..................................................................... 87
Autor: Luiz Antonio Macedo Ramos - Direitos autorais reservados
1992.324_1 ............................................................................................................................. 91
A montagem do painel hidráulico II - EQ879B.............................................................................................................................. 91
O quadripé e o painel. ................................................................................................................................................................... 91
As calhas com hidrodutos de adesão magnética. .......................................................................................................................... 92
• Como desengatar um peça .......................................................................................................................................................... 92
Os acessórios do painel. ................................................................................................................................................................ 92
• Como fixar os hidrodutos. .......................................................................................................................................................... 92
• Onde posicionar o sensor de pressão. ......................................................................................................................................... 93
• Onde posicionar a câmara transparente. ..................................................................................................................................... 93
• Onde posicionar o medidor de vazão. ......................................................................................................................................... 93
• Onde posicionar a bomba. .......................................................................................................................................................... 93
• Onde posicionar o manômetro de tubo. ...................................................................................................................................... 94
A conexão dos acessórios do painel. ............................................................................................................................................. 94
1992.324_2 ............................................................................................................................. 96
Montagem e fundamentos para o experimento da relação entre vazão em um duto e a pressão interna exercida pelo fluido
em relação a outro ponto interno da tubulação, com manômetro de tubo em U. ....................................................................... 96
1992.324_2A .......................................................................................................................... 98
Montagem e fundamentos para o experimento da relação entre vazão em um duto e a pressão interna exercida pelo fluido
em relação a outro ponto interno da tubulação, com manômetro de tubo em U, sensor de pressão diferencial e interface. ... 98
1992.325 ............................................................................................................................... 101
Conheça o painel hidráulico III com sensor e software - hidrodinâmica, EQ879C. ................................................................. 101
1992.325_1 ........................................................................................................................... 105
A montagem do painel hidráulico III - EQ879C. ......................................................................................................................... 105
O quadripé e o painel. ................................................................................................................................................................. 105
As calhas com hidrodutos de adesão magnética. ........................................................................................................................ 106
Os acessórios do painel. .............................................................................................................................................................. 106
• Como fixar os hidrodutos. ........................................................................................................................................................ 106
• Onde posicionar os sensores de pressão. .................................................................................................................................. 107
• Onde posicionar a câmara transparente. ................................................................................................................................... 107
• Onde posicionar o medidor de vazão. ....................................................................................................................................... 107
• Onde posicionar a bomba. ........................................................................................................................................................ 107
• Onde posicionar os manômetros de tubo. ................................................................................................................................. 108
A conexão dos acessórios do painel. ........................................................................................................................................... 108
1992.325_2 ........................................................................................................................... 110
Montagem e fundamentos para o experimento da redução da pressão com o aumento da velocidade em um fluido, a equação de Bernoulli, com manômetro de tubo em U. ........................................................................................................................ 110
1992.325_2A ........................................................................................................................ 112
Montagem e fundamentos para o experimento da redução da pressão com o aumento da velocidade em um fluido, a equação de Bernoulli, com manômetro de tubo em U, sensor de pressão diferencial e interface. .................................................... 112
1992.326 ............................................................................................................................... 114
Conheça o painel hidráulico IV com sensor e software - hidrodinâmica, EQ879D. ................................................................. 114
1992.326_1 ........................................................................................................................... 119
A montagem do painel hidráulico IV - EQ879D. ......................................................................................................................... 119
O quadripé e o painel. ................................................................................................................................................................. 119
As calhas com hidrodutos de adesão magnética. ........................................................................................................................ 120
6
Física experimental - Mecânica dos fluidos - Conjunto para hidráulica
com sensores, software e interface - EQ310A.
Os acessórios do painel. .............................................................................................................................................................. 120
• Onde posicionar os hidrodutos. ................................................................................................................................................ 120
• Como montar a câmara transparente. ........................................................................................................................................ 121
• Onde posicionar os conjuntos alinhadores, as câmaras transparentes e os sensores de pressão. .............................................. 121
• Onde posicionar os medidores de vazão, o conjunto de bombas hidráulicas série ou conjunto de bombas hidráulicas em
paralelo. ................................................................................................................................................................................. 121
• Onde posicionar o sifão. ........................................................................................................................................................... 122
1992.326_2 ........................................................................................................................... 123
Associações de bombas série e paralelo, EQ879D. ....................................................................................................................... 123
Altura da coluna de fluido - Método menos rigoroso e mais rápido. ......................................................................................... 126
1992.326_3 ........................................................................................................................... 127
Montagem e fundamentos para o experimento da altura manométrica máxima de uma bomba hidráulica. ....................... 127
Resultados esperados. ................................................................................................................................................................. 129
Como remover o ar preso às bombas. ......................................................................................................................................... 129
Outras observações. .................................................................................................................................................................... 129
Autor: Luiz Antonio Macedo Ramos - Direitos autorais reservados
1992.326_4 ........................................................................................................................... 130
Montagem e fundamentos para o experimento da curva característica de uma bomba (CCB) e de uma associação em série Altura x Vazão. ................................................................................................................................................................................ 130
Resultados esperados. ................................................................................................................................................................. 132
Altura da coluna de fluido .......................................................................................................................................................... 132
Como remover o ar preso às bombas. ......................................................................................................................................... 132
Outras observações. .................................................................................................................................................................... 132
1992.326_5 ........................................................................................................................... 134
Montagem e fundamentos para o experimento da curva característica de uma bomba (CCB) e de uma associação em
paralelo - Altura x Vazão. .............................................................................................................................................................. 134
Resultados esperados. ................................................................................................................................................................. 136
Altura da coluna de fluido .......................................................................................................................................................... 136
Como remover o ar preso nas bombas. ....................................................................................................................................... 136
Como isolar uma das bombas do sistema em paralelo. ............................................................................................................... 137
Outras observações. .................................................................................................................................................................... 137
1992.326_6 ........................................................................................................................... 138
Montagem e fundamentos para o experimento do fenômeno da cavitação numa associação de bombas. ............................. 138
Resultados esperados. ................................................................................................................................................................. 140
Como remover o ar preso nas bombas. ....................................................................................................................................... 140
Outras observações. .................................................................................................................................................................... 140
1992.288 ............................................................................................................................... 141
Guia do Usuário do aplicativo CidepeLAB - versão 4 ................................................................................................................. 141
Onde começar. ............................................................................................................................................................................. 141
2. Instalando os componentes. .................................................................................................................................................... 141
A instalação do software. ............................................................................................................................................................ 141
O driver de comunicação USB. ................................................................................................................................................... 141
Como remover o software. .......................................................................................................................................................... 141
3. O programa. ............................................................................................................................................................................ 141
A janela principal. ....................................................................................................................................................................... 141
4. Comandos do menu. ................................................................................................................................................................ 143
4.1. O menu Configurar. ............................................................................................................................................................. 143
Interface. ..................................................................................................................................................................................... 143
Sensores. ..................................................................................................................................................................................... 143
Conexões. .................................................................................................................................................................................... 143
Como relacionar um sensor com um canal. ................................................................................................................................ 144
Exemplos de configuração. ......................................................................................................................................................... 144
Adição de sensores analógicos. ................................................................................................................................................... 144
Adição de sensores digitais. ........................................................................................................................................................ 144
4.2. Menu Curvas. ....................................................................................................................................................................... 145
Menu Salvar em Arquivo. ........................................................................................................................................................... 145
7
Autor: Luiz Antonio Macedo Ramos - Direitos autorais reservados
Física experimental - Mecânica dos fluidos - Conjunto para hidráulica
com sensores, software e interface - EQ310A.
Menu Abrir Arquivo. .................................................................................................................................................................. 145
Apagar Todas. ............................................................................................................................................................................. 145
4.3 Menu Ferramentas. ................................................................................................................................................................ 145
4.4. Menu Controle de Sensores. ................................................................................................................................................ 145
Exemplo de habilitação. .............................................................................................................................................................. 146
4.5 Menu Sair. ............................................................................................................................................................................. 146
4.6. Menu Sobre. ......................................................................................................................................................................... 146
Como fazer atualizações do software. ......................................................................................................................................... 146
5. Ferramentas. ............................................................................................................................................................................ 146
5.1 Osciloscópio. ......................................................................................................................................................................... 147
Parâmetros do Osciloscópio ........................................................................................................................................................ 148
5.2. Grade de Aquisição. ............................................................................................................................................................. 148
Parâmetros da Grade de Aquisição. ........................................................................................................................................... 149
5.3. Indicador. ............................................................................................................................................................................. 149
5.4. Temporizador. ...................................................................................................................................................................... 149
5.5. Gráfico. ................................................................................................................................................................................ 151
Parâmetros do gráfico ................................................................................................................................................................. 152
5.6. Tabela. .................................................................................................................................................................................. 152
Parâmetros da tabela. .................................................................................................................................................................. 153
6. Exemplo de Habilitação de Sensores. ..................................................................................................................................... 153
Habilitação inicial. ...................................................................................................................................................................... 153
Desabilitando Sensores. .............................................................................................................................................................. 154
1992.018F_C ........................................................................................................................ 155
Conheça o sensor de pressão diferencial, 0 a 250 mmH2O. ........................................................................................................ 155
A conexão do sensor com a interface. ......................................................................................................................................... 155
1800.001 ............................................................................................................................... 156
Instrução geral de como configurar e fazer uma aquisição de dados com um sensor do tipo analógico. ............................... 156
Como configurar um sensor. ....................................................................................................................................................... 156
Como ativar a ferramenta osciloscópio. ...................................................................................................................................... 157
Como vincular o sensor a ferramenta osciloscópio. .................................................................................................................... 157
Ajustando no osciloscópio as escalas, o tempo de amostragem, o tempo total de aquisição e o nome da curva a ser gravada. . 157
Exemplo de como iniciar uma aquisição de dados utilizando a ferramenta osciloscópio........................................................... 158
Como salvar os dados de uma aquisição. .................................................................................................................................... 158
Como observar os dados em gráficos. ......................................................................................................................................... 159
Como inserir e copiar os dados para uma tabela. ........................................................................................................................ 159
Como selecionar as células de uma tabela para exportar os dados para outro aplicativo. .......................................................... 159
1800.005A ............................................................................................................................ 160
Exemplo de aquisição de dados - sensor de pressão diferencial 0 a 250 mmH2O e Interface CidepeLabv4 .......................... 160
• Cuidados importantes ao utilizar o sensor de pressão diferencial. ........................................................................................... 160
Parte B - Atividades para o aluno ................... 161
1042.101 ............................................................................................................................... 162
O princípio fundamental da hidrostática (princípio de Stevin) com manômetro de tubo aberto. .......................................... 162
Tabela e gráfico com dados iniciais referentes à água. ................................................................................................................ 163
1042.102 ............................................................................................................................... 166
O princípio fundamental da hidrostática (princípio de Stevin) com sensor diferencial. .......................................................... 166
Tabela e gráfico com dados iniciais referentes à água. ................................................................................................................ 167
A equação da continuidade: ....................................................................................................................................................... 170
1042.103 ............................................................................................................................... 170
Velocidade de fluidos por um orifício pequeno. ........................................................................................................................... 170
1042.103_1 ........................................................................................................................... 172
Escoamento de fluido por três orifícios pequenos verticalmente posicionados, EQ894. .......................................................... 172
1042.104 ............................................................................................................................... 174
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Física experimental - Mecânica dos fluidos - Conjunto para hidráulica
com sensores, software e interface - EQ310A.
A vazão volumétrica em fluidos incompressíveis. ........................................................................................................................ 174
Conhecendo os orifícios de escoamento. .................................................................................................................................... 174
Preparando o equipamento. ......................................................................................................................................................... 175
Como calcular a velocidade de escoamento do fluido pelo reservatório. ................................................................................... 176
Como calcular a vazão do fluido no reservatório. ....................................................................................................................... 176
Como calcular a velocidade de escoamento do fluido no duto de saída. .................................................................................... 176
Algumas questões opcionais para discussão. ................................................................................................................................ 177
1042.105 ............................................................................................................................... 178
Cálculo e análise do número de Reynolds. .................................................................................................................................... 178
1042.106 ............................................................................................................................... 181
O fenômeno cavitação..................................................................................................................................................................... 181
1042.108 ............................................................................................................................... 183
A perda de carga em um sistema hidráulico, com manômetro de tubo em U. .......................................................................... 183
1042.108A ............................................................................................................................ 186
A perda de carga em um sistema hidráulico, com manômetro, sensor de pressão diferencial e interface. ............................. 186
1042.109 ............................................................................................................................... 189
Autor: Luiz Antonio Macedo Ramos - Direitos autorais reservados
A perda de carga e o fator de resistência, com manômetro de tubo em U. ................................................................................. 189
1042.109A ............................................................................................................................ 191
A perda de carga e o fator de resistência, com manômetro, sensor de pressão diferencial e interface. ................................... 191
1042.110 ............................................................................................................................... 193
A relação entre vazão em um duto e a pressão interna exercida pelo fluido em relação a outro ponto interno da tubulação,
com manômetro de tubo em U. ...................................................................................................................................................... 193
1042.110A ............................................................................................................................. 195
A relação entre vazão em um duto e a pressão interna exercida pelo fluido em relação a outro ponto interno da tubulação,
com manômetro de tubo em U, sensor de pressão diferencial e interface. ................................................................................. 195
1042.111 ................................................................................................................................ 197
A redução da pressão com o aumento da velocidade em um fluido, a equação de Bernoulli, com manômetro de tubo em U.
197
1042.111A ............................................................................................................................. 199
A redução da pressão com o aumento da velocidade em um fluido, a equação de Bernoulli, com manômetro de tubo em U,
sensor de pressão diferencial e interface. ...................................................................................................................................... 199
1042.112 ............................................................................................................................... 201
A altura manométrica máxima de uma bomba hidráulica. ........................................................................................................ 201
1042.113 ............................................................................................................................... 203
As curvas características de uma bomba (CCB) e de uma associação de bombas em série - Altura x Vazão. ..................... 203
1042.114 ............................................................................................................................... 206
A curva característica de bombas hidráulicas associadas em paralelo. ..................................................................................... 206
1042.115 ............................................................................................................................... 209
O fenômeno da cavitação numa associação de bombas. .............................................................................................................. 209
1042.116 ............................................................................................................................... 211
O funcionamento de um sifão, EQ879D........................................................................................................................................ 211
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Física experimental - Mecânica dos fluidos - Conjunto para hidráulica
com sensores, software e interface - EQ310A.
escoamento 178
escoamento por um orifício 49
evite a corrosão de equipamentos
Índice Remissivo
A
adesão molecular 66
alcance do jato d’água 51, 171
alcances dos três jatos 52
área molhada 53
área transversal do escoamento do fluido 53
asperezas na parede interna do conduto 53
associação de bombas hidráulicas 123
associação de bombas hidráulicas em paralelo 123
associação de bombas hidráulicas em série 123
atmosfera 66
atualizações do software 146
F
B
gráfico de Moody 126
gráficos da Pressão versus tempo
Autor: Luiz Antonio Macedo Ramos - Direitos autorais reservados
barômetro 66
Bernoulli 49
bolhas de ar 69
fator de atrito 124
fator de atrito de Darcy 189, 191
fenômeno de cavitação 123
fluxo intermediário 62
fluxo laminar 62, 81, 85, 124, 178
fluxo turbulento 62, 178
força de adesão molecular 66
força de coesão molecular 66
G
58
H
hidroduto de imersão 62
hidroduto menor de imersão
C
camadas infinitesimais 60
câmara transparente 121
carga de elevação 124
carga distribuída 124
carga total 124
cavitação 64, 123, 181
coesão molecular 66
coluna de água 123, 124
conduto 53
conduto forçado 53
conduto livre 53
conexão da interface ao computador 28
conjunto de bombas hidráulicas em paralelo
conjunto de bombas hidráulicas série 121
conjuntos alinhadores 121
conservação de volume em trânsito 48
corante 61
20
179
I
informações e suporte técnico
instalação do software 141
instalar 141
22
J
janela de Configuração
janela principal 141
142
L
limpeza de equipamentos 20
líquido manométrico 66
Líquidos incompressíveis 48
121
D
dados referentes à água 43, 46
Darcy 189, 191
Darcy-Weisbach 80, 84
densidade 48
densidade do fluido 59, 178
descarte da embalagem 21
descarte de pilhas elétricas 21
descarte de um produto elétrico 21
descarte de um produto não elétrico 21
desnível no líquido manométrico 66
diagrama de Moody 125
distância que o jato de água alcança 177
dúvidas sobre equipamentos 22
M
manômetro 66, 68
manômetro de tubo aberto 66
manômetro de tubo aberto em U 68
manual personalizado 22
manutenção em equipamentos não elétricos 21
massa específica da água versus temperatura 43, 47, 163, 167
medidores de vazão 121
menisco côncavo 67
menisco convexo 67
menu Configurar 143
Menu principal 141
microbolhas 65
Moody 126
N
Net Positive Suction Head) 124
NPSH 124
número de Reynolds 59, 62, 125, 178
E
O
entradas para ventilação 20
equação da continuidade 48, 54, 170, 174, 177
equação de Bernoulli 49, 110, 112, 197, 198, 199, 200
equação do número de Reynolds 178
equações de Bernoulli 170
onda de choque 64
orifício de 1 mm 57
orifício de 4,5 mm 57
orifícios de escoamento 174
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Física experimental - Mecânica dos fluidos - Conjunto para hidráulica
com sensores, software e interface - EQ310A.
Osborne Reynolds 59
P
perda de carga 80, 84
perímetro molhado 53
presão diferencial 175
pressão absoluta 40, 44, 66
pressão atmosférica 40, 44, 66
pressão diferencial 57, 198, 200
pressão hidrostática 40, 44
pressão interna 110, 112, 197, 199
pressão manométrica 66, 163, 167
pressão manométrica (não absoluta) 66
pressão num fluido 170
princípio da conservação da energia 198, 200
princípio de Stevin 162, 166
princípio fundamental da hidrostática 162, 166
velocidade média do fluido 176
vibração 64, 181
vibração da tubulação 182
viscosidade cinemática 59
vórtice 60
vórtices 60
Z
zona de cavitação
182
Q
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questões ambientais 21
R
raio hidráulico 53
redutor metálico 175
redutor para sensor 68
regime Intermediário 62
regime laminar 59, 60, 178
regime turbulento 59, 178
remover o software 141
reposição de peças 21
Reynolds 59, 178
rugosidade 53
rugosidade absoluta uniforme 54
rugosidade relativa 125
S
Sensor de posição 160
sensores de pressão 121, 124
sifão 122, 211
software edição demonstração 18
sumário atualizado das instruções 22
T
Teorema de Bernoulli 64
traçador 61
três orifícios 52
troca de peças 21
turbulência 80, 84, 123
turbulento 80, 84
V
valor da vazão 198, 200
vazão 176
vazão de um fluido 170
vazão do fluido no reservatório 54
vazão em um duto 110, 112, 197, 199
vazão volumétrica 49, 54
velocidade de escoamento 58, 81, 85, 170, 174, 176
velocidade de um fluido 174
velocidade do fluido 49, 59, 178
velocidade do fluido no orifício 50
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