Laboratório de Hidráulica
O Laboratório de Hidráulica possui para ensino da pós-graduação diversos módulos didáticos, sendo:
- a) Módulo experimental de Hidráulica, do fabricante ICAM - Sistema composto por um conjunto motor-bomba, que interliga, em circuito fechado, um reservatório de água a um canal retangular com parede em acrílico transparente e também a um conjunto de tubos de PVC com diferentes diâmetros e rugosidades, permitindo-se simular vários fenômenos da hidráulica. O canal possui acessórios como mecanismo que permite variar a sua declividade, vertedores e ressaltos de fundo, os quais permitem simular os seus efeitos sobre os diferentes regimes de escoamento em condutos livres. Para ensaios em condutos forçados há medidores de vazão, de velocidade e de pressão no escoamento. Com o módulo é possível a realização das seguintes experiências: medida de pressão; medida de velocidade com tubo de Pitot e Prandtl; calibração de medidores de vazão do tipo diafragma e Venturi; medida de vazão por integração de perfil e com vertedores; demonstração do teorema da quantidade de movimento: força sobre comporta de fundo; perda de carga em tubulações; perda de carga localizada: ensaio de um registro; levantamento da curva característica de bomba hidráulica; e visualização de escoamentos livres em canais;
- b) Módulo experimental de Mecânica dos Fluidos, do fabricante ICAM - Sistema elaborado para ilustrar, simular e ensaiar os diversos tópicos desta disciplina, utilizando como fluido de trabalho o ar. Permite a realização dos seguintes testes: medida de pressão em escoamento de ar; medida de velocidade de escoamento de ar utilizando tubos de Pitot e Prandtl; medida de vazão de ar por meio da integração de perfis de velocidade; medida de vazão de ar com medidores de vazão do tipo orifício; conservação de massa; teorema da quantidade de movimento: força sobre placa plana; perda de carga em tubulações; perda de carga localizada. O sistema permite ainda a determinação do comprimento equivalente de conexões diversas; levantamento da curva característica de volutas; e visualização do campo de pressões ao redor de perfis em escoamento de ar;
- c) Bancadas de experimentação e ensaios em Hidráulica e Hidrologia da fabricante Armfield, com: i - Calibrador de peso morto para aferição de manômetro Bourdon, composto de cilindro e pistão, pesos de calibração e sistema de conexão a manômetros; ii - Determinação de empuxo e do centro de pressão: permite a determinação do empuxo e do centro de aplicação para diversos tipos de submersão; iii - Estudo de escoamento em vertedores: permite a determinação e comparação dos valores de vazão obtidos com os vertedores e com o método direto; iv - Estabilidade de corpos flutuantes; v - Teorema de Bernoulli: sistema constituído de tubo com dimensões variáreis, manômetros de coluna líquida e tubo de Pitot para medição da carga cinética; permite a visualização da variação das cargas cinética, piezométrica e de posição; vi - Determinação da força exercida por um jato e do efeito da carga hidráulica sobre o alcance do jato; vii - Determinação do coeficiente de redução de velocidade em orifícios de pequenas dimensões; viii - Determinação do coeficiente de descarga em orifícios de pequenas dimensões; ix - Determinação de perda de carga em função da carga de energia cinética; x - Escoamento em canais; xi - Visualização das linhas de fluxo em canais e trajetória em volta de objetos submersos; xii - Observação dos escoamentos com trajetórias laminar, de transição e turbulento; xiii - Determinação de perda de carga localizada em várias peças especiais instaladas em série em uma mesma tubulação, com sistema de manômetro diferencial em cada conexão; xiv - Avaliação de diferentes tipos de medidores de vazão tipo Venturi, orifício, e medidor de área variável montados em série; xv – Simulador de chuvas com geração de hidrógrafa; xvi - Bancada para estudo, observação e determinação da cavitação: permite a visualização do processo de cavitação em uma tubulação devido ao abaixamento da pressão. Permite a medição da vazão e pressão, consequentemente, da pressão de início da cavitação; xvi - Bancada para determinação do coeficiente de arrasto; xvii – Bancada para simulação e quantificação do fenômeno do golpe de aríete;
- d) Sistema de Ensaio para Mecânica dos Fluidos da fabricante Nova Didacta: constituído por aparatos essenciais para estudo de Mecânica de Fluidos, abrangendo os principais experimentos necessários para a compreensão dos fenômenos no meio líquido. Por meio de bombas centrífugas, a água do reservatório é bombeada por uma tubulação com diversas válvulas com o intuito de controlar vazão e a associação entre as bombas. O sistema possui um painel onde são apresentados instrumentos de medição de pressão variados, tais como: manômetros simples, diferencial e piezômetros. O mesmo painel possui controle de velocidade de rotação das bombas com o uso de inversores de frequência e acionamento individual para as duas bombas. Em outro painel existe uma tubulação mista, com várias secções de tubulação e vários elementos de conexão dotados de tomadas de pressão para estudo de perda de carga. É disposta uma área para troca de aparatos de medição de vazão para que sejam estudados individualmente, possibilitando uma comparação entre eles. Nessa mesma área é possível instalar módulos para estudos específicos individualmente;
- e) Canal de escoamento da fabricante Nova Didacta: canal retangular de 2,5 m de comprimento, com lateral transparente, ajustável em altura para proporcionar as mudanças necessárias em declive. O canal possui uma largura nominal de 53,5
mm e uma altura de 120 mm. Uma Bancada de Hidráulica Volumétrica alimenta o sistema com água através de uma mangueira conectada à entrada do canal. A saída de canal fica posicionada sobre o tanque volumétrico da bancada de hidráulica, possibilitando dessa forma, as medições da vazão. O canal ainda possui vários blocos espaçadores que são utilizados para manter a largura do canal constante durante a montagem de um experimento. Na saída do canal há uma comporta, usada em conjunto com a válvula de alimentação da bancada, que pode ser ajustada para controlar a altura global da água dentro do canal, enquanto na entrada há um tranquilizador utilizado para manter a vazão estável durante os experimentos;
- f) Sistema para Número de Reynolds e o Escoamento Transicional da Nova Didacta: permite demonstrar o tipo de experimento conduzido para mostrar a dependência da velocidade de escoamento ao número de Reynolds. O equipamento permite que a natureza da vazão em um tubo seja estudada por meio da observação do comportamento de um filamento de corante injetado no fluido. A vazão pode ser variada para que a mudança, ou ‘transição’, entre o escoamento laminar e turbulenta possa ser claramente. O efeito da viscosidade no comportamento pode ser apresentado variando-se a temperatura do fluido por meio de um módulo de controle de temperatura, formado por um aquecedor de passagem;
- g) Conjunto hidráulico para ensaio de bomba hidráulica acionada por motor elétrico e medição de perda de carga distribuída: conjunto prático montado pelos integrantes do setor, visa a obtenção de curvas características de operação de motobombas em diferentes condições, além da perda de carga distribuída em trecho de tubulação de PVC. Formado por: um motor elétrico WEG W22 – 10 cv – 2 pólos; uma bomba Schneider modelo BC22 22 - R 1 ¼ - 60 Hz – Rotor 201; medidor de vazão Eletromagnético marca Conaut; torquímetro marca HBM modelo T22 – torque nominal 20 Nm – com cabo de interligação ao mostrador digital modelo DA2510; inversor de freqüência WEG; conjunto motobomba KSB – ETABLOC TIPO 40.160 com MOTOR 15 CV 220/380V; chave soft starter; manômetro digital; dois manômetros diferenciais para medição de perda de carga; painel de medição de corrente e tensão elétrica; e circuito fechado de tubulação de PVC 75 mm com duas caixas de 10.000 L cada.
- h) Reservatório com carga hidráulica constante para ensaios de perda de carga: em área externa ao Laboratório de Hidráulica há um conjunto hidráulico conectado a um reservatório com carga hidráulica constante, mantida por meio de extravasores que possuem fluxo de água contínuo quando abastecido o reservatório. A partir do uso de manômetros diferenciais, é possível avaliar com precisão a perda de carga distribuída ou localizada em tubulações e seus acessórios.
O Laboratório de Hidráulica é equipado ainda com diversas máquinas, peças e acessórios hidráulicos, tais como bombas hidráulicas (centrífugas de simples e múltiplos estágios, bomba acionada por roda d’água), tubulações, válvulas, aspersores, gotejadores, microaspersores e também material voltado à área Instalações Hidráulicas Prediais, formando assim um laboratório didático e que possibilita integração ensino-pesquisa-extensão no que concerne graduação e pós-graduação.
RESPONSÁVEL: Prof. Geraldo Magela Pereira - Este endereço de email está sendo protegido de spambots. Você precisa do JavaScript ativado para vê-lo.