Use este identificador para citar ou linkar para este item:
https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/16549
Tipo: | Dissertação |
Data do documento: | 7-Mai-2024 |
Autor(es): | SANTOS, Yara Cristiane Fonseca |
Primeiro(a) Orientador(a): | SENA, Manoel José dos Santos |
Título: | Laboratório virtual de bombas hidráulicas para aprendizado de hidráulica aplicada ao saneamento |
Título(s) alternativo(s): | Virtual laboratory of hydraulic pumps applied to the learning of applied hydraulics in sanitation. |
Citar como: | SANTOS, Yara Cristiane Fonseca. Laboratório virtual de bombas hidráulicas para aprendizado de hidráulica aplicada ao saneamento. Orientador: Manoel José dos Santos Sena. 2024. 26 f. Dissertação ( Mestrado Profissional em Engenharia Sanitária e Ambiental) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Sanitária e Ambiental, Instituto de Tecnologia, Universidade Federal do Pará, Belém, 2024. Disponível em: https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/16549. Acesso em:. |
Resumo: | As curvas que caracterizam o comportamento de um sistema de bombeamento são normalmente estudadas em laboratórios físicos. No entanto, existem limitações quanto aos parâmetros que geralmente são variados em tais condições. O uso de laboratórios virtuais pode expandir os experimentos conduzidos em laboratórios físicos de tal forma que uma melhor compreensão do efeito da variação dos parâmetros possa ocorrer. Exemplos de tais parâmetros incluem comprimento, diâmetro do tubo, rugosidade do material do tubo, viscosidade do fluido e a diferença de altura entre os tanques inferior e superior. Neste trabalho, é descrito o desenvolvimento de um laboratório virtual de design responsivo para um sistema de bombeamento. Este laboratório virtual pode ser usado em computadores PC, tablets ou smartphones devido à sua interface gráfica de usuário responsiva. As equações usadas para simular o comportamento do laboratório são as equações de conservação, considerando a igualdade entre a altura manométrica fornecida pela bomba e a perda de carga observada no sistema. Para a contabilização das perdas de carga, são utilizadas as equações de Darcy- Weisbach, com coeficientes de atrito definidos a partir das equações de Colebrooke-White. As equações de conservação são então resolvidas numericamente usando o método da bissecção. Os resultados são exibidos em forma gráfica no laboratório virtual. Esses resultados são a altura manométrica da bomba, as perdas de carga, a eficiência e a potência motriz. Todos eles em função da vazão. O ponto de operação é calculado e apresentado graficamente. As variáveis são alteradas usando controles deslizantes. O laboratório foi testado com alunos de um curso de Engenharia Civil. Os resultados de uma pesquisa realizada com esses alunos mostraram a eficácia do laboratório em promover uma maior compreensão dos conceitos estudados. A maioria dos participantes da pesquisa declarou ter maior conhecimento sobre a curva da bomba, a curva de perda de carga do sistema, a curva de eficiência da bomba e a curva de potência motriz da bomba. Isso mostrou a utilidade de plotar essas quantidades em função da vazão. Um maior conhecimento da influência das variações dos parâmetros também foi percebido pela análise dos resultados da pesquisa. Além disso, os testes indicam direções para desenvolvimentos futuros. |
Abstract: | The curves that characterize the behavior of a pumping system are usually studied in physical laboratories. However, there are limitations regarding the parameters that are usually varied in such conditions. The use of virtual laboratories can expand the experiments conducted in physical laboratories in such a way that a better understanding of the effect of varying the parameters can occur. Examples of such parameters include length, pipe diameter, pipe material roughness, fluid viscosity, and the height difference between the lower and upper tanks. In this paper, the development of a responsive design virtual laboratory for a pumping system is described. This virtual laboratory can be used on PC computers, tablets, or smartphones due to its responsive graphical user interface. The equations used to simulate the behavior of the laboratory are the conservation equations, considering the equality between the manometric head provided by the pump and the pressure drop observed in the system. To account for pressure drops, the Darcy-Weisbach equations are used, with friction coefficients defined from the Colebrooke-White equations. The conservation equations are then solved numerically using the bisection method. The results are displayed graphically in the virtual laboratory. These results are the pump head, pressure losses, efficiency and driving power. All of them are as a function of the flow rate. The operating point is calculated and presented graphically. The variables are changed using sliders. The laboratory was tested with students of a Civil Engineering course. The results of a survey conducted with these students showed the effectiveness of the laboratory in promoting a greater understanding of the concepts studied. Most of the survey participants stated that they had greater knowledge of the pump curve, the system pressure loss curve, the pump efficiency curve and the pump driving power curve. This showed the usefulness of plotting these quantities as a function of the flow rate. A greater understanding of the influence of parameter variations was also perceived by the analysis of the survey results. In addition, the tests indicate directions for future developments |
Palavras-chave: | Virtual Laboratory. . . Hydraulic Pump. Responsive Interface Design Laboratório Virtual Responsivo Bomba Hidráulica Design de Interface |
Área de Concentração: | HIDRÁULICA E SANEAMENTO |
Linha de Pesquisa: | PLANEJAMENTO, MONITORAMENTO, OPERAÇÃO E CONTROLE DE SISTEMAS DE SANEAMENTO |
CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA |
País: | Brasil |
Instituição: | Universidade Federal do Pará |
Sigla da Instituição: | UFPA |
Instituto: | Instituto de Tecnologia |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Sanitária e Ambiental |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil |
Fonte URI: | Disponível na internet via correio eletronico: bibliotecaitec@ufpa.br |
Aparece nas coleções: | Dissertações em Engenharia Sanitária e Ambiental (Mestrado Profissional) - PPGESA/ITEC |
Arquivos associados a este item:
Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
---|---|---|---|---|
Dissertacao_Artigo_LaboratorioVirtualBombas.pdf | 6,63 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
Este item está licenciado sob uma Licença Creative Commons