PESQUISA PLACA DE ORIFICIO

Prévia do material em texto

1 
 
1 
 
 
Campus: Anchieta 
 
ENGENHARIA MECÂNICA 
 
RELATÓRIO DE ATIVIDADE PRÁTICA 
PLACA DE ORIFÍCIO 
 
 
Alex Sandro dos Santos Machado Junior – RA: G1528B-0 – Turma: EM4P39 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
São Paulo – SP 
2022 
2 
 
2 
 
 
Campus: Anchieta 
 
 
 
PLACA DE ORIFÍCIO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
São Paulo – SP 
2022 
 
Trabalho apresentado à Universidade 
Paulista –UNIP, referente ao curso 
de Engenharia Mecânica como um dos 
requisitos para a avaliação na 
disciplina Mecânica dos Fluidos. 
 
 
3 
 
3 
 
SUMÁRIO 
 
1. INTRODUÇÃO .............................................................................................................. 4 
2. DESENVOLVIMENTO .................................................................................................. 4 
2.1 QUESTÃO PROPOSTA............................................................................................. 7 
3. CONCLUSÃO................................................................................................................ 8 
4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .............................................................................. 9 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4 
 
4 
 
1. INTRODUÇÃO 
A placa de orifício é um medidor de vazão, e seu método de medição é através da 
redução de uma seção, de forma abrupta, para passagem do fluido. Uma placa fina é 
colocada em uma determinada seção transversal da tubulação circular, e por diferença de 
pressão a vazão é medida. O princípio é fundamentado pela equação da continuidade e a 
equação de Bernoulli. 
O objetivo deste relatório é calcular e preencher a tabela do experimento solicitado, 
e través dos dados obtidos construir os gráficos da curva característica – Qreal (vazão 
real) em função da diferença de pressão, e curva de calibração universal – coeficiente de 
descarga (Cd) em função do número de Reynolds (Re). 
2. DESENVOLVIMENTO 
A placa de orifício é um dos instrumentos para medição de vazão mais comum 
encontrado na indústria. As principais vantagens deste instrumento é a fácil instalação, 
alta exatidão e baixo custo quando comparado com o tubo de Venturi e Pitot, se torna o 
medidor mais barato, porem seu custo de operação é muito alto, já que apresenta uma 
grande perca de carga. Comumente são placas metálicas instaladas entre dois flanges, 
permitindo fácil instalação e remoção, podendo variar o tamanho, forma, localização dos 
orifícios na placa e material, de acordo com a aplicação designada. 
Figura 1 – Variações da placa de orifício. 
 
Fonte: Digimat, placas de orifício. 
5 
 
5 
 
O funcionamento do instrumento consiste em uma placa de orifício, geralmente 
uma chapa metálica, com um furo dimensionado e localizado perpendicular do eixo da 
tubulação, gerando uma alteração no perfil de escoamento do fluido, causando uma 
alteração de pressão, que é medida através das tomadas P1 e P2 e convertida para 
vazão, conforme ilustrado na Figura 2. 
Figura 2 – Esquemático de montagem e funcionamento da placa de orifício. 
 
Fonte: JCN, placa de orifício. 
A seguir será apresentado o desenvolvimento do experimento teórico e 
preenchimento da tabela de dados, objeto deste relatório. 
Dados do experimento, Tabela 1. 
Q (m³/s) ΔP (Pa) Cd v1 (m/s) Re 
0,00175 46750 0,7372 3,40 87040 
0,00173 45850 0,7359 3,36 86016 
0,00171 44150 0,7419 3,32 84992 
0,00160 38600 0,7417 3,11 79616 
0,00141 29850 0,7433 2,74 70144 
0,00118 20800 0,7452 2,29 58624 
0,00103 15250 0,7597 2,00 51200 
 
Fonte: Próprio autor.] 
 
 
 
6 
 
6 
 
Dados do experimento, Tabela 2. 
D1 (m) D (m) água (m²/s) ρ'água (kg/m³) 
0,02560 0,01768 1 x 10-6 1000 
 
Fonte: Próprio autor. 
Equação utilizada para encontrar o valor do coeficiente de descarga (Cd). 
𝐂𝐝 =
4 ∗ 𝑄
𝜋 ∗ 𝐷²
∗
𝜌
2 ∗ ΔP
 
Onde: 
 Q = vazão do fluido; 
 D = diâmetro do furo da placa de orifício; 
 ρ = massa especifica do fluido; 
 ΔP = diferença de pressão. 
Equação utilizada para encontrar o valor da velocidade (v1). 
𝐕𝟏 =
𝑄
𝐴1
 
Onde: 
 Q = vazão do fluido; 
 A1 = área da tubulação, calculada a partir do diâmetro interno. 
Equação utilizada para encontrar o valor de Reynolds (Re). 
𝐑𝐞 =
𝑉1 ∗ 𝐷1

 
Onde: 
 V1 = é a velocidade do fluido calculado no trecho 1 da tubulação; 
 D1 = é o diâmetro interno da tubulação; 
  = viscosidade cinemática do fluído. 
A seguir será apresentado os gráficos de curva característica e curva de calibração 
universal, referente ao experimento teórico realizado e apresentado neste relatório. 
7 
 
7 
 
Figura 3 – Curva Característica. 
 
Fonte: Próprio autor. 
Figura 4 – Curva de Calibração Universal 
 
Fonte: Próprio autor. 
2.1 QUESTÃO PROPOSTA 
Considerando a mesma relação entre os diâmetros, e o mesmo número de 
Reynolds, o coeficiente de descarga de um tubo de Venturi é diferente do coeficiente de 
descarga de uma placa de orifício? 
Sim, serão diferentes. No tubo de Venturi o coeficiente de descarga (Cd) é tabelado 
comumente com o valor variando de 0,96 a 0,99. No caso da placa de orifício, a variação 
no valor do coeficiente de descarga (Cd) é calculado em função de outras variáveis, 
conforme demonstrado no experimento apresentado. 
 
8 
 
8 
 
3. CONCLUSÃO 
 
Foi possível analisar e conhecer o funcionamento da placa de orifício e o conceito 
utilizado na forma de medir a vazão com esse instrumento. Na pesquisa tivemos uma 
comparação com o tubo de Venturi e foi possível entender as diferenças entre os 
instrumentos que tem a mesma função (medir vazão). 
Concluímos que a placa de orifício é um instrumento com excelente custo 
benefício, sendo de fácil instalação, baixo custo da peça e alta exatidão, quando 
comparado com os medidos tubo de Venturi e Pitot. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
9 
 
9 
 
4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
DIGIMAT. Autor desconhecido. Disponível em: 
<https://www.digimat.com.br/produto/placas-de-orificio/>. Acessado em 21 de maio de 
2022. 
 
PROPEQ. Autor desconhecido. Disponível em: 
< https://propeq.com/medidores-de-vazao/>. Acessado em 21 de maio de 2022. 
 
ESCOLA DA VIDA. Autor desconhecido. Disponível em: 
<http://www.escoladavida.eng.br/mecflubasica/aula3_unidade5.htm>. Acessado em 22 de 
maio de 2022. 
JCN. Autor desconhecido. Disponível em: 
<https://www.jcn.ind.br/placa-orificio>. Acessado em 21 de maio de 2022.