HID006 2 - T02 - RELATÓRIO 2

Prévia do material em texto

Análise da curva de descarga de um vertedor
retangular de soleira delgada
Grupo 3 - T02
Bruno Marinho Zaroni - 2019001570
Leandro Mirael Gonçalves de Carvalho - 2017001141
Rafael Junji Yamashita - 2019012260
Rian Demetrio Cunha - 2019001516
Richardson Santos Brasil Toledo - 2020032041
Objetivo
O presente relatório tem por objetivo marcante determinar a curva de
descarga de um vertedor retangular, sem contração lateral, e efetuar a
comparação dos resultados com as equações teóricas.
Procedimento de ensaio
O experimento em questão foi realizado no canal de vidro do LHDC, para o
vertedor retangular existente ao final do canal. A bancada do presente ensaio
continha:
- Conjunto motor-acoplamento-bomba;
- Tubulação de recalque;
- Tanque pressurizado;
- Tubulação pressurizada;
- Medidor de vazão Venturi – referência de vazão para achar a constante do
vertedouro;
- Válvula gaveta para controle da vazão;
- Tubulação de retorno;
- Canal de vidro para retorno da água ao reservatório;
- Vertedouro retangular no final do canal de vidro;
- Piezômetro com o nível zero coincidindo com crista do vertedor: serve para que
haja o volume de líquido estagnado no próprio canal;
O ENSAIO
Procedeu-se com os seguintes passos para realização experimento:
1° - Ligou-se a chave geral;
2° - Ligou-se disjuntores;
3° - Ligou-se a bomba;
4° - Abriu-se totalmente a válvula gaveta;
5° - Ajustou-se a rotação da bomba para uma rotação desejada, controlando a
quantidade de óleo no acoplamento hidro cinético, a 1200rpm;
6° - Observou-se que o nível da água começa a subir, começando a estabelecer
uma vazão através do vertedouro. A carga, então, ultrapassa o nível da crista do
vertedouro.
7° - Tem-se, então, a carga H, acima do vertedouro. Há uma contração, devido à
velocidade, e uma pulsação de nível superficial;
8° - A água, dessa forma, cai no tanque, com uma perturbação elevada, com a
presença de uma chapa para isolar tal perturbação;
9° - Fez-se, então, a leitura da carga piezométrica;
10° - Mediu-se o ΔH, isto é, alturas de água no manômetro em U invertido. Lado
esquerdo e direito do piezômetro. Preparou-se, então, para o próximo ponto;
11° - Com a finalidade de diminuir a vazão, fechou-se um pouco a válvula;
12° - Fez-se a segunda leitura da carga piezométrica para essa nova vazão.
Duas medições em cada patamar de vazão;
13° - Fez-se a preparação para o próximo ponto para leitura, até chegar na
quinta leitura.
Observação: Como vantagem do piezômetro, pode-se citar que esse não
pega a pulsação, pega apenas o valor médio. Há uma medição
consideravelmente precisa.
Metodologia
Determinação da equação e descarga do vertedor (4.1)
Para acharmos a vazão de Venturi (Q), utilizamos a fórmula, sempre com
∆hVenturi em metros, da tabela 1:
Tendo a vazão de Venturi calculada, foi possível estimar o Coeficiente C, pela
fórmula (2):
Com L = 0,05 m.
Determinação do coeficiente Cd por equações teóricas (4.2)
Tendo as equações teóricas de Bazin, Rehbock (1929) e Francis retiradas do
livro Hidráulica Básica de Rodrigo Melo Porto (pag. 387), foi possível determinar
o coeficiente de descarga Cd.
Sendo P, uma constante, de 0,52 m.
● Bazin:
● Rehbock:
● Francis:
Em seguida foi determinado o coeficiente C (equação 3) a partir dos valores
obtidos dos coeficientes de descarga, para compará-los com os valores obtidos no
item 4.1.
Resultados
Ao realizar medições para as 5 condições de vazão fornecidas na tabela
abaixo:
Número Lâmina do vertedor
h (cm)
Venturi
∆h (cm)
1 24,3 195,5
2 22,8 160,0
3 20,6 125,9
4 17,6 73,3
5 13,0 29,5
Tabela 1: Dados fornecidos
Obteve se os seguintes resultados para o valores das vazões e dos
coeficientes C:
Número
Vazão Venturi
Q (m3/s)
Coeficiente C
1 1,164110318 1,943635058
2 1,053127005 1,934677025
3 0,934186577 1,998309661
4 0,712808295 1,930784213
5 0,452201258 1,929508664
Tabela 2: Dados encontrados no experimento
Com os dados obtidos foi possível escrever a equação de descarga como
solicitado no roteiro, para isso foi feito uma média de todos os coeficientes C
encontrados. Também foi plotado um gráfico Vazão X Coeficiente C.
𝑄 = 9, 73691 * ℎ3/2
Gráfico 01: Vazão Venturi x Coeficiente C
Ao calcular os coeficientes de descarga de acordo com cada autor
pesquisado na literatura para cada situação fornecida foram encontrados os dados
abaixo:
Tabela 3: Coeficientes de descargas
De posse desses dados foi calculado o coeficiente C, levando em
consideração os coeficientes de descarga encontrados por cada autor e a vazão
encontrada na tabela 2. Em seguida foi montado um gráfico comparando os valores
encontrados por cada equação.
Tabela 4: Coeficientes C pela literatura
Gráfico 02: Vazão Venturi x Coeficiente C pelas equações dos autores Bazin, Rehbock
(1929) e Francis
Conclusão
Ao comparar todos os os gráficos 1 e 2 pode-se obter o seguinte gráfico :
Ao comparar os valores encontrados na teoria com o ensaio executado
podemos verificar a proximidade entre si, entretanto a curva do ensaio não
apresenta um formato semelhante às curvas dos autores, que crescem
proporcionalmente, enquanto a do ensaio apresenta uma elevação. Portanto, o
objetivo foi concluído de maneira parcial, visto que os pontos no gráfico não ficaram
totalmente semelhantes com o da literatura.
REFERÊNCIAS
1. PORTO, R. M., Hidráulica Básica de Rodrigo Melo Porto, 4ª Ed.