Relatório bocais

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS 
GABRIELLE ANDRADE DE LIMA 
MARIA EDUARDA BORBA DOS SANTOS 
MYLENA MARIA SALGUEIRO DE LIMA 
 
 
 
 
 
ORIFÍCIOS E BOCAIS 
 LABORATÓRIO DE HIDRÁULICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Maceió 
2021 
UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS 
GABRIELLE ANDRADDE DE LIMA 
MARIA EDUARDA BORBA DOS SANTOS 
MYLENA MARIA SALGUEIRO DE LIMA 
 
 
 
 
 
ORIFÍCIOS E BOCAIS 
 LABORATÓRIO DE HIDRÁULICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Maceió 
2021 
Relatório de prática experimental 
ministrada na matéria de 
laboratório de hidráulica pelo 
professor Vladimir Caramori. 
 
Sumário 
1. Introdução __________________________________________________4 
2. Objetivo ____________________________________________________4 
3. Material utilizado _____________________________________________4 
4. Procedimento experimental ____________________________________ 5 
5. Análise de resultados e discussões ______________________________5 
6.Conclusão __________________________________________________9 
7. Anexos ___________________________________________________ 10 
8. Referências ________________________________________________11 
 
 
 
4 
 
1 Introdução 
 Na Hidráulica os orifícios e bocais têm funções atreladas basicamente 
aos dispositivos de descarga e também controle de vazões. Os orifícios são 
aberturas, de forma geométrica definida e perímetro fechado, feita na parede 
de um recipiente de onde escoa o fluido contido. Já os bocais são peças 
tubulares adaptadas que direcionam o jato do fluido, é geralmente utilizado para 
controlar vazão, irrigação, drenagem, combate a incêndios, projetos 
hidrelétricos, entre outros. 
 Por meio deste experimento, pode-se notar como se comportam os 
corpos d’água em diferentes orifícios e bocais. A medição do volume e tempo 
foi feita em 24 diferentes níveis de água no recipiente, para cada nível leu-se 
os valores de X enquanto Y estava fixo. Com esses dados calculou-se a vazão, 
a velocidade e os seguintes coeficientes corretivos. 
 
2 Objetivo 
 Determinar os coeficientes de contração, velocidade e vazão, 
respectivamente Cc, Cv, Cq, para orifícios circulares de parede delgada e/ou 
para bocais cilíndricos externos, em função da carga hidráulica sobre os 
mesmos. 
 
3 Material utilizado 
● Reservatório de nível constante ou variável; 
● Bomba hidráulica; 
● Piezômetro; 
● Orifícios e/ou bocais; 
● Cronômetro; 
● Recipiente para medição de volume. 
 
 
 
5 
 
4 Procedimento experimental 
1) Registrar as medidas fixas do experimento: 
● Diâmetro dos orifícios utilizados (Di); 
● Distância vertical do centro do orifício ao nível de medição do jato (Y); 
 2) Encher o reservatório até o nível desejado para a primeira medição. Os 
extravasores laterais servem para manter nível constante; 
3) Abrir o registro do orifício; 
4) Regular registro de entrada para manter nível constante; 
5) Medir alcance do jato (Xi e Yi) e carga hidráulica sobre o orifício (hi); 
6) Medir a vazão do jato (volume e tempo); 
7) Repetir procedimentos 2 a 6 para diferentes cargas hidráulicas (nível). 
 
5 Análise dos resultados e discussões 
Após os registros do volume (∆𝑣) e do tempo (∆𝑡) medidos, foram 
calculados os valores da vazão real e vazão teórica, de acordo com as equações 
1 e 2, respectivamente 
 𝑉𝑟 = 𝑥0 ∙ √
𝑔
2 ∙𝑦0
 (Equação 1) 
 𝑉𝑡 = √2 ∙ 𝑔 ∙ 𝐻 (Equação 2) 
Em seguida, calculado o Coeficiente de Velocidade (Cv), que é a razão 
entre a velocidade real e teórica, como demonstrado na Equação 3. 
 𝐶𝑣 = 
𝑉𝑟
𝑉𝑡
 (Equação 3) 
Os determinados valores foram especificados na Tabela 2. 
 
 
 
 
 
 
 
 
6 
 
No gráfico abaixo, podemos ver a relação entre as velocidades: 
 
Gráfico 1 – Relação Velocidade Real x Velocidade Teórica 
Pela análise da Tabela 1 e do Gráfico 1, percebe-se que os valores do 
Coeficiente de Velocidade tem média de 0,95. 
 Agora, analisando a relação entre o nível da água e a velocidade teórica 
temos gráfico: 
 
Gráfico 2 – Relação Nível da água x Velocidade Teórica 
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0 70,0 80,0 90,0
V
el
o
ci
d
ad
e 
T
eó
ri
ca
 (
V
t)
Nível da água
Nível água (h) X Velocidade Teórica (Vt)
7 
 
 
Gráfico 3 – Relação Nível da água x Velocidade Real 
 Os gráficos 2 e 3 apresentam comportamento linear, conforme esperado 
na aplicação dsa equações 3 e 2, respectivamente. 
 Aqui tem-se a relação entre ambas as velocidades e o nível da água: 
 
Gráfico 4 – Relação Nível da água x Velocidade Real e Velocidade 
Teórica 
 
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0 70,0 80,0 90,0
V
el
o
ci
d
ad
e 
R
ea
l (
V
r)
Nível da água
Nível água (h) X Velocidade Real (Vr)
8 
 
Prosseguiu-se para o cálculo da vazão real (Qr), vazão teórica (Qt) e 
Coeficiente de Vazão, utilizando, respectivamente, as equações 4, 5 e 6. 
 𝑄𝑟 =
∆𝑉
∆𝑡
 (Equação 5) 
 𝑄𝑡 = 𝐴 ∙ 𝑉𝑡 = 𝐴 ∙ √2𝑔ℎ (Equação 6) 
 𝐶𝑄 =
∆𝑉
∆𝑡
 (Equação 4) 
Os determinados valores foram especificados na Tabela 2. 
No gráfico 5, demonstra-se a relação entre os valores da vazão real e 
vazão teórica: 
 
Gráfico 5 – Relação Vazão Real x Vazão Teórica 
Pela análise da Tabela 1 e do Gráfico 5, percebe-se que os valores do 
Coeficiente de Vazão tem média de 0,75. 
 
 
 
 
 
 
 
 
9 
 
 Agora, pode-se observar no fráfico abaixo a relação entre a vazão teórica 
e a vazão real de acordo com o nível da água: 
 
Gráfico 6 – Nível da água x Vazão Teórica e Vazão Real 
O Coeficiente de Concretação foi calculo pela razão do Coeficiente de 
Velociade e o Coeficente de Vazão, que coresponde à razão entre a área do jato 
e a área do orifício. 
 𝐶𝐶 =
𝐶𝑄
𝐶𝑉
 (Equação 7) 
A média do Coeficiente de Contração é 0,79. 
O valor médio do Coeficiente de Velocidade, pela literatura, é 0,985, 
sendo assim o valor obtido por este experimento está dentro dos limites 
aceitáveis. O Coeficiente de Vazão, também referido como Coeficiente de Vazão 
em alguns livros, tem como valor médio 0,61, porém em algumas referências 
literárias afirmam que a média pode variar para velocidades média baixas, 
atingindo maiores valores em condições favoráveis, como é o caso deste 
experimento. Adota-se como média para o Coeficiente de Contração 0,62, mas 
com a variação do Coeficiente de Vazão, percebe-se que ele se altera também. 
 
6 Conclusão 
Dessa maneira, a análise da parte prática dos fenômenos que envolvem 
a teoria de Orifícios e Bocais foi relevante na fixação dos conhecimentos e 
desenvolvimento de senso de métodos experimentais. Pode-se observar as 
diferenças existentes entre os valores calculados de velocidades teóricas e 
10 
 
reais, coeficientes de velocidade (Cv), vazão ou descarga (Cq) e contração 
(Cc), das vazões teóricas e reais, obtidos através dos dados experimentais, e 
os valores fornecidos na literatura. Os valores de erros percentuais obtidos 
demonstram as consequências dos métodos utilizados durante a prática 
laboratorial, como os erros decorrentes da aparelhagem usada e também as 
falhas nas leituras e medições, uma vez que os equipamentos não possuem 
uma alta precisão. 
 
7 Anexos 
Tabela 1: Dados fixos do experimento 
Dados fixos 
Diâmetro orifício 8,1 mm 
Y 22,8 cm 
ho 5 cm 
xo 4,0 cm 
 
Tabela 2: Leituras do experimento e coeficientes de velocidade, vazão e 
contração para cada carga do orifício. 
 
11 
 
8 Referências 
ALMEIDA, Antonia Samylla Oliveira etal. Determinação do coeficiente de 
descarga para orifícios de parede delgada considerando números de 
Reynolds reduzidos. Artigo Técnico. Revista DAE, núm. 210, vol. 66. Abril a junho 
de 2018. 
VIANNA, M. R., CASTRO, L. V. de. Estudo hidráulico dos orifícios dos 
floculadores de bandejas perfuradas superpostas de estações de 
tratamento de água. Construindo, Belo Horizonte, Jan/Jun. 2014. 
AZEVEDO NETTO, J. M.; FERNÁNDEZ Y FERNÁNDEZ, M. Manual de 
hidráulica. 9º ed. São Paulo: Blucher, 2015.