Mecanica dos Fluidos Trabalho

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Figura 2 - Relação entre rugosidade e o número de reynolds.

[pic 6][pic 7]

Para o escoamento transversal a análise é muito mais simples pois é tabelada. Tem-se os dados na tabela (1):

Materiais

Tubos de PVC de 75mm e 50mm

Redutor de 75 mm para 60 mm

Redutor de 60 mm para 50 mm

2 Luvas rosqueadas de 50 mm

Tampa de 75mm

Válvula de 50 mm

Marcadores de posição

Cola de contato e adesivo plástico para PVC

Fita veda rosca

Bico de pneu de carro

Tecnil (nylon 6.0)

Madeira

Bomba de ar manual

Paquímetro

Balança

Fita métrica

Fita crepe

Câmera

Procedimento

1-Montagem do canhão pneumático

Os tubos de PVC, o redutor de 75 mm para 50 mm, a tampa de 75 mm, a válvula de 50 mm, a fita veda rosca, a cola de contato e adesivo plástico para PVC foram utilizados para montar o canhão pneumático.

Primeiramente, furamos a tampa de 75 mm bem no centro dela e colamos nesse furo o bico de pneu de carro com cola de contato. Cortamos o tubo de 50 mm e o deixamos com 58 centímetros de comprimento, já o de 75 mm ficou com 25 centímetros. Lixamos as duas pontas nos dos tubos com uma lixa d’água número 100 para melhor aderência da cola de PVC e colamos a tampa de um lado do tubo de maior diâmetro e do outro lado os dois redutores, encaixados entre si. Após passar fita veda rosca nas luvas rosqueadas, rosqueamos cada uma em uma extremidade da válvula. Um dos lados foi encaixado no tubo de 50 mm de diâmetro e 58 cm de largura, e a outra parte foi encaixada em um pequeno pedaço de cano de 50 mm que por sua vez está ligado aos redutores.

A função do tubo de 75 mm é armazenar o ar a ser comprimido através de uma bomba de ar manual e o tubo de 50 mm se tornou a boca do canhão, onde o projétil será inserido.

Com o canhão já montado, foi preciso apenas esperar 48 horas para a cola secar completamente.

2-Experimento realizado

Como tínhamos um pedaço de tecnil já torneado em mãos compatível com o nosso canhão pneumático, então era preciso realizar alguns testes para verificar se a única câmera que tínhamos à nossa disposição iria satisfazer as necessidades do experimento, pois não conseguimos obter uma câmera que tivesse uma qualidade de filmagem superior. Tínhamos uma câmera de 13.0 megapixels com capacidade de 30 frames por segundo e era preciso testar para saber se as imagens dos frames não ficariam borradas durante as filmagens.

Fomos até uma área aberta dentro do campus da Universidade Estadual de Maringá para fazer os testes. Como o manômetro da bomba manual que usaríamos no experimento não era confiável, decidimos padronizar em 50 bombadas o ar que seria comprimido dentro do canhão. Após o teste, verificamos que as imagens dos frames quando o projétil foi lançado, não borraram, logo os resultados com essa câmera foram satisfatórios e decidimos que seria possível utilizá-la.

Dando continuidade ao experimento, foi preciso tornear um pedaço de madeira para ser o outro projétil a se lançado. O pedaço de madeira que utilizamos foi um pedaço qualquer encontrado em sobras de uma construção em andamento, o qual foi torneado uma parte na marcenaria e outra na tornaria, ambas pertencentes à Universidade Estadual de Maringá.

Era ainda necessário que o tecnil e a madeira tivessem a mesma massa. Logo, ao compará-los, verificamos que o tecnil tinha mais que o dobro de massa do que o projétil de madeira. Fizemos os cálculos e determinamos o tamanho que o tecnil deveria apresentar para ter a mesma massa que o projétil de madeira. Assim, com uma serra manual, cortamos o tecnil no lugar indicado e o que conseguimos foi uma boa aproximação entre o valor das suas massas quando as verificamos em uma balança de precisão.

Para os disparos definitivos do experimento, utilizamos o mesmo lugar no qual foi feito o teste para a câmera. Utilizamos três pedaços de madeira e um bloco de concreto como marcadores de posição, distanciados de 1 metro um do outro, medidos com uma fita métrica. Os marcadores de madeira foram fincados no chão, o qual era de terra, e o bloco de concreto apenas foi colocado na posição que determinamos. Como estava difícil enxergar os tais marcadores quando fizemos as primeiras filmagens, foi necessário, para conseguirmos uma melhor visualização, enrolarmos fita crepe ao redor de todos eles.

Como no primeiro teste que fizemos utilizamos 50 bombeadas com a bomba de ar manual para comprimir o ar dentro do canhão pneumático, decidimos manter as mesmas 50. Então, fizemos a filmagem do disparo dos dois projéteis, um de cada vez, para avaliarmos a velocidade do projétil. A distância entre a câmera e os marcados para a filmagem estabelecida ficou em 8 metros e foram feitos 10 disparos com cada projétil, ou seja, 20 filmagens. Os disparos foram feitos de forma que os projéteis passassem rente aos marcadores de posição e paralelos ao chão para que após a análise das filmagens pudéssemos estimar a distância percorrida a cada dois frames captados pela câmera, obtendo assim a velocidade de cada projétil em cada disparo.

Fizemos os disparos primeiramente com o projétil de madeira.

Como é perceptível, tivemos problemas em conseguir equipamentos de precisão para realizar o experimento (manômetro confiável), assim, a mesma pessoa realizou todas as bombeadas a fim de se manter a mesma compressão de ar dentro do canhão pneumático para todos os disparos.

Um indivíduo do grupo realizava as 50 bombeadas manualmente, retirava-se o pino da bomba de ar do bico do canhão que estava encaixada no bico do canhão pneumático, sem muita demora, para evitar