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Imagine que cada um daqueles corpos de prova do experimento virtual é uma peça solta do seu equipamento e que a massa precisa ser determinada. Coloque apenas um corpo de prova do prato e equilibre a balança. Repita o procedimento para cada corpo de prova e, para cada equilíbrio, preencha uma linha da tabela a seguir:

1) Para solicitar a recompra, é necessário saber a massa exata das peças. Você tem disponível nos laboratórios virtuais o experimento de Estática, no qual aborda em específico sobre o equilíbrio de corpos rígidos. Após realizar a leitura da apresentação do experimento, do sumário teórico, do roteiro e de realizar o pré-teste, faça o experimento virtual.

Os dois conceitos acima citados são colocados a prova por você: imagine que um equipamento superaquece em sua empresa e algumas porcas e parafusos são soltos e deformados.

O princípio de Arquimedes possui aplicações em diversas áreas da engenharia, como por exemplo no projeto de embarcações e aeronaves, medição de densidade de líquidos, e projetos de medidores de vazão.

A hidrostática estuda as características intrínsecas aos fluídos, como suas propriedades, uma dessas propriedades é a densidade do fluído em condições estáticas de equilíbrio. Um dos mais importantes estudos da hidrostática é o do princípio de Arquimedes que estabelece que um corpo sólido submerso em um determinado fluído ficará sujeito a ação de uma força vertical, para cima, denominada de empuxo e cuja intensidade é igual ao peso do fluído deslocado pelo corpo.

Os princípios da estática podem ser observados em cada estrutura do cotidiano das cidades, como por exemplo em prédios, casas, e pontes, entre outras. Estruturas mecânicas como guindastes, guinchos e pontes rolantes não seriam facilmente projetadas sem que as equações de equilíbrio estático fossem utilizadas. Estes exemplos servem para ilustrar o quão importante são os princípios da estática associados ao equilíbrio de corpos rígidos.

Sabemos que uma condição de equilíbrio de um corpo é que a resultante das forças que agem sobre um corpo seja nula. Se o momento do sistema (que é a soma dos momentos das forças que agem sobre ele) é nulo, o corpo não adquire movimento de rotação.

c) O experimento é virtual, mas imagine que você realizou este experimento em uma bancada de laboratório real, cite (no mínimo 3) quais seriam as possíveis causas de desvios na resposta? Por exemplo: bancada mal nivelada pode gerar desvios nos valores de tempo obtidos pela queda do carrinho.

b) Os dados da tabela abaixo foram obtidos após realizar o experimento virtual. Utilizando os dados que já estão tabelados, preencha os demais campos da tabela. Qual a aceleração média obtida?

a) Explique, com suas palavras, como este experimento pode ser aplicado nos conceitos de MRUV.

a) Você tem disponível nos laboratórios virtuais o experimento de Movimento Retilíneo Uniformemente Variável, no qual aborda em específico sobre o movimento de corpos acelerados. Após realizar a leitura da apresentação do experimento, do sumário teórico, do roteiro e de realizar o pré-teste, faça o experimento virtual. Em seguida, responda as alternativas (a), (b) e (c), lembrando que, para o MRUV: S=So+Vo.t+a.t²/2 V=Vo+a.t V²=Vo²+2.a.ΔS

Bom trabalho!Dois fatores são importantes para o estudo de arrancadas e freadas: a variação da velocidade e o tempo. Daí a importância da aceleração. Como vimos, a aceleração é o quociente da variação de velocidade pelo tempo gasto para haver essa variação. Logo, quanto maior a aceleração em módulo, maior a arrancada ou a freada.

Baseado nas informações levantadas nas partes 1, 2 e 3, quais seriam os critérios que devem ser levados em consideração ao escolher um tipo de trocador de calor? Utilize a equação de projeto do trocador de calor e a equação do coeficiente global de troca térmica para fundamentar a sua resposta.

A partir dos experimentos realizados e dos dados coletados na Tabela 01, qual a influência da vazão na eficiência do trocador de calor? Fundamente a sua resposta.

PARTE 3 Agora que você já sabe um pouquinho de cada trocador de calor, bem como a influência do tipo e da vazão na eficiência de troca térmica, com base nos dados coletados e sumarizados na Tabela 01, analise os dados e faça uma análise crítica dos experimentos realizados. A partir da análise realizada, responda os seguintes questionamentos:

Utilize o simulador e avalie a influência da vazão e do tipo de trocador na transferência de calor e na eficiência do trocador de calor. Ao final dos experimentos, monte uma tabela com os dados coletados e faça os cálculos necessários para preencher a Tabela 01.

PARTE 2 Agora que você já sabe um pouquinho de cada trocador de calor, vamos supor que você optou por escolher um trocador de calor de tubos concêntricos, também conhecido como trocador de calor de tubo duplo. Para o trocador de calor de tubo duplo:

A operação de um trocador de calor pode ser caracterizada quanto a direção do fluxo de escoamento dos fluidos de troca térmica. Nesse contexto, a operação pode ser dita com fluxo paralelo ou contracorrente. Qual a diferença entre esses dois tipos de fluxo quanto à quantidade de calor trocado e à média logarítmica das temperaturas do trocador de calor? Qual dos dois tipos de fluxo é recomendado para aumentar a eficiência do processo de transferência de calor? Fundamente a sua resposta.

Em um determinado processo, qual seria o impacto de um aumento ou diminuição da vazão no regime de escoamento (número de Reynolds) de um determinado trocador de calor? Para aumentar a eficiência de troca térmica, seria melhor um maior ou menor número de Reynolds? Fundamente a sua resposta tendo como base o coeficiente global de troca térmica e as equações do calor sensível, calor de condução, calor de convecção e do número de Reynolds.

Se, em um determinado processo, um trocador de calor de tubos concêntricos em que o tubo interno tenha um diâmetro de ½ in, e a água esteja escoando nele a uma vazão de 15 L/min, qual seria o número de Reynolds do escoamento? Fundamente a sua resposta.

Diferencie esses trocadores de calor, destacando as principais vantagens de cada um, bem como as principais aplicações industriais de cada um deles. Para te auxiliar, você pode recorrer ao material didático e ao roteiro técnico da prática de trocadores de calor do laboratório virtual da ALGETEC.

PARTE 1 Sabendo que você tem disponível para escolha 3 trocadores de calor (de placas, de tubos concêntricos e o de casco-tubo), você deverá realizar o estudo de cada um deles para que você possa entender um pouco mais sobre eles e utilizar uma análise crítica ao longo do seu processo de escolha. Para te auxiliar nessa tarefa, em um primeiro momento:

Baseado nos conceitos e fundamentos de um equipamento de troca térmica, você foi o engenheiro que ficou encarregado por realizar um estudo de diferentes tipos de trocadores de calor, bem como dos parâmetros operacionais que interferem na transferência de calor em cada um deles. Para te auxiliar nessa tarefa, você deverá utilizar o simulador de trocadores de calor do laboratório virtual da ALGETEC disponível na área do aluno do Studeo para colocar a mão na massa e tirar as suas conclusões, as quais devem estar fundamentadas no conteúdo visto ao longo da disciplina. Abaixo estão representadas algumas telas que vocês irão encontrar no laboratório virtual.

Por definição: “A transferência de calor em trocadores acontece por meio de dois mecanismos: pela convecção em cada fluido e pela condução na parede que os separa. A área de troca térmica é um aspecto chave neste fenômeno, de modo que conhecer a configuração estrutural dos trocadores de calor é fundamental para uma análise do seu funcionamento e desempenho.”

Os trocadores de calor são dispositivos amplamente empregados em ambientes domésticos, como em geladeiras, unidades de ar-condicionado e sistemas de aquecimento de água. Na esfera industrial, são essenciais em sistemas de aquecimento, como caldeiras, assim como em sistemas de refrigeração de espaços de todos os tamanhos. Em termoelétricas, desempenham um papel crucial na geração de energia, enquanto em processos industriais, como na indústria química, são utilizados em sistemas de recuperação de calor para reduzir o consumo energético. Esses são apenas alguns exemplos das inúmeras aplicações dos trocadores de calor.

b) Acesse o laboratório virtual da ALGETEC e realize a prática do Experimento de Reynolds para 4 vazões de escoamento diferentes. Durante a realização dos experimentos, preencha a Tabela 01 com os dados obtidos na realização dos experimento, apresente prints das telas dos experimentos conforme ilustrado na Tabela 02 e descreva sobre as percepções visuais que você obteve em cada experimento. Para te auxiliar na execução dos experimentos, recorra ao roteiro de experimentos disponível na plataforma do laboratório virtual (dados de dimensões do reservatório e tubo de Reynolds).

Com relação ao número de Reynolds: a) Descreva sobre o significado físico do número adimensional de Reynolds e apresente a análise dimensional desta equação.

Um dos números adimensionais mais conhecidos da mecânica dos fluidos é o número de Reynolds, o qual é frequentemente utilizado nos estudos das características do fluido, tubulação e na caracterização de escoamentos de fluidos, sendo de grande importância tanto na mecânica dos fluidos quanto nos processos de transferência de calor e massa.

“os números adimensionais podem facilitar bastante o estudo de leis e fenômenos físicos e aparecem com certa frequência nos fenômenos de transporte. Esses números recebem nomes próprios, como os números de Reynolds, Mach, Euler, Fourier, Biot, Nusselt, Prandtl, Schmidt, Sherwood e muitos outros.”

No estudo dos fenômenos de transporte, é comum nos depararmos com alguns números que, apesar de possuírem grande significado prático e físico, não apresentam unidades. Esses são os chamados números adimensionais.

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