Experimento De Jatos Livres-Guia Do Laboratório Virtual

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GUIA DO LABORATÓRIO VIRTUAL 
Disciplina: Práticas de Mecânica dos Fluidos 
Prática: Jatos Livres 
PROCEDIMENTOS 
 
1. COMPREENDENDO O FUNCIONAMENTO DO EXPERIMENTO 
Para dar início ao laboratório virtual de jatos livres, é necessário que você reconheça os 
principais recursos disponíveis. Após o carregamento, será exibido um Guia de utilização, 
onde serão explicados alguns mecanismos de operação necessários durante a operação dos 
componentes. 
 
2. PREENCHENDO O TANQUE VERTICAL 
Habilite o cronômetro. Em seguida, ligue a bomba e configure a vazão através do 
potenciômetro. Cronometre o tempo necessário para preencher o volume do total do tanque 
vertical. 
 
3. CALCULANDO O COEFICIENTE DE DESCARGA 
Inicialmente, mova o bico de 10 mm para a torneira. Visualize a medida de forma precisa no 
tanque vertical e anote. Esse valor corresponde a h1. Em seguida, abra a válvula, permitindo 
a passagem da água e cronometre o tempo de descarga até a segunda altura definida, h2. Na 
tabela abaixo, preencha as alturas escolhidas e o tempo cronometrado. Repita o 
procedimento 5 vezes. 
 
 
 
 
O cálculo do coeficiente de descarga é feito utilizando a Equação (6) do resumo teórico. São 
necessários para este cálculo os seguintes valores: 
 
 
 
 
Os valores de Atanque e Aorifício podem ser encontrados utilizando as equações (9) e (10). Os 
valores de h1 e h2 são definidos pelo usuário e o tempo será obtido no laboratório virtual. 
 
Remova o bico de 10 mm. Em seguida, repita o mesmo procedimento descrito acima com os 
bicos de 4, 6 e 8 mm, preenchendo as suas respectivas tabelas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4. ANALISANDO O ALCANCE HORIZONTAL 
 
Preencha novamente o tanque vertical com o volume máximo. Em seguida, conecte 
novamente o bico com orifício de 10 mm. Depois, selecione um nível de referência. Esse valor 
deve estar entre 700 e 300 mm. Insira na Tabela 5 o valor de referência escolhido para o nível 
de referência (h). 
 
Logo depois, encontre o valor de alcance experimental. Inicialmente, acione a válvula para 
liberar a água do tanque vertical. Ligue a bomba e utilize o potenciômetro para regular a 
vazão de entrada do tanque. O potenciômetro deve ser posicionado de forma que o nível do 
tanque vertical permaneça praticamente estável no valor escolhido como nível de referência. 
Com o alcance horizontal estabilizado, desloque o acrílico de referência de forma que o jato 
esteja o mais próximo do acrílico sem que o jato esteja colidindo com o equipamento. 
 
Em seguida, preencha a tabela com o valor do alcance horizontal experimental para o 
diâmetro do orifício utilizado. Aplique a Equação 17 do resumo teórico para encontrar o 
coeficiente de velocidade, que utiliza os dados obtidos anteriormente na Tabela 5. Aplique 
também a Equação 3 do resumo teórico para encontrar a velocidade real do jato livre, que 
utiliza os dados obtidos anteriormente na Tabela 5. 
 
 
 
Repita as instruções desta etapa para os diâmetros de 8, 6 e 4 mm, completando a Tabela 5 
com os dados necessários. 
 
 
5. AVALIANDO OS RESULTADOS 
 
Siga para a seção “Avaliação dos Resultados”, neste roteiro, e responda de acordo com o que 
foi observado nos experimentos. 
 
 
 
 
 
 
 
TUTORIAL VIRTUALAB 
 
 
 
Utilize a barra de rolagem para realizar a leitura de todo o texto no guia. Clique na barra com 
o botão esquerdo do mouse e arraste para baixo. 
 
 
 
Após concluir a leitura do guia, feche-o. Clique com o botão esquerdo do mouse no botão 
“FECHAR”. 
 
 
 
Explore o menu de visualizações. Clique com o botão esquerdo do mouse sobre cada opção 
e note o que será evidenciado. Observe também que cada visualização possui um atalho. 
 
 
 
Agora, explore as opções auxiliares localizadas no canto interior direito da tela. Elas servem 
para facilitar a visualização e destacar os itens da prática. 
 
 
 
Habilite as opções e o bloco de notas. Clique no botão esquerdo do mouse sobre os itens. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Agora, aproxime a visualização da graduação dos tanques. Com o cursor do mouse sobre a 
régua, clique na tecla “Q”. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Inicialmente, habilite o cronômetro. Clique com o botão esquerdo do mouse sobre ele. 
 
 
 
Note que o sistema do cronômetro será exibido na lateral esquerda da tela. O botão 
esquerdo do cronômetro inicia/para a contagem e o botão direito reinicia a contagem exibida 
no display. 
Acima do cronômetro é exibida uma escala de tempo. Essa ferramenta possibilita que o 
tempo seja contabilizado até 10x mais rápido que o normal. 
 
 
 
 
Mude a visualização para o painel de controle, “Alt+2”. 
Ligue a bomba. Clique no botão esquerdo do mouse sobre o respectivo botão. 
 
 
Em seguida, defina a vazão da bomba configurando o potenciômetro. Clique com o botão 
esquerdo do mouse e arraste para o sentido horário. 
 
 
 
A marcação branca serve de referência para o equipamento, quando a marcação não puder 
mais girar no sentido horário, a vazão será máxima. 
Volte a visualização para a bancada, “Alt+1” 
Cronometre o tempo necessário para encher o tanque vertical. Clique com o botão esquerdo 
do mouse no botão para iniciar a contagem. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Um sensor de nível fica localizado na parte superior do tanque, quando o nível da água 
deslocar a boia do sensor, um comando será fornecido para a bomba, interrompendo sua 
operação e impedindo que o tanque vertical transborde. 
Zere o cronômetro. Com o botão esquerdo clique no respectivo botão do cronômetro para 
zerar o valor. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Inicialmente, mova o bico de 10 mm para a torneira. Clique com o botão esquerdo do mouse 
sobre o bico de 10 mm. 
 
 
 
Escolha os valores de h1 e h2. Anote-os. 
Aproxime a visualização da escala do tanque para melhor visualização. Com o cursor do 
mouse sobre a graduação do tanque, aperte a tecla “Q”. 
 
 
 
Abra a válvula para permitir a passagem da água para o tanque horizontal. Clique na válvula 
com o botão esquerdo do mouse. 
 
 
 
Logo em seguida, comece a cronometrar o tempo. Com o botão esquerdo do mouse, clique 
no botão indicado. 
 
 
 
Preencha a tabela que está disponível na página 6 desse roteiro. Repita o procedimento 5 
vezes com intervalos diferentes. 
Com todos os dados preenchidos, calcule o coeficiente de descarga. A orientação para 
realizar este cálculo está na página 6 deste roteiro. 
Com toda a tabela preenchida, retire o bico de 10 mm da torneira. Clique na ponta da torneira 
com o botão esquerdo do mouse. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Preencha novamente o tanque vertical. Caso tenha dúvida, volte para o passo 2 deste roteiro. 
Em seguida, repetindo o procedimento do passo 3, encaixe o bico de 10 mm na torneira. 
Agora, selecione um nível de referência. Esse valor deve estar entre 700 e 300 mm. Para 
facilitar a visualização, aproxime a câmera da graduação em milímetros do tanque. Com o 
cursor do mouse sobre a escala, aperte a tecla “Q”. 
 
 
 
Encontre o valor do alcance horizontal. Primeiro, abra a torneira. Clique com o botão 
esquerdo do mouse sobre ela. 
 
 
 
 
Ligue a bomba. Com o botão esquerdo do mouse, clique no botão verde do painel de 
controle. 
 
 
 
Utilize o potenciômetro para regular a vazão de entrada do tanque. O potenciômetro deve 
ser posicionado de forma que o nível do tanque vertical permaneça praticamente estável no 
valor escolhido como nível de referência. Clique com o botão esquerdo e arraste. 
 
 
 
Com o alcance horizontal estabilizado, desloque o acrílico de referência de forma que o jato 
esteja o mais próximo do acrílico sem que o jato esteja colidindo com o equipamento. Clique 
com o botão esquerdo do mouse e arraste a régua até o local correspondente. 
 
 
 
Em seguida, preencha a tabela que está localizada no item 4 desse roteiro com o valor do 
alcance horizontal experimental para o diâmetro do orifício utilizado. 
 
Aplique a Equação 17 do ResumoTeórico para encontrar o coeficiente de velocidade, que 
utiliza os dados obtidos anteriormente na Tabela 5. Aplique também a Equação 3 do resumo 
teórico para encontrar a velocidade real do jato livre, que utiliza os dados obtidos 
anteriormente na Tabela 5. 
 
Como é possível observar na imagem abaixo, a saída de água ocorre na marcação de 115 mm. 
Em relação à altura vertical (H), que é a altura entre o centro do bico e a o plano de referência 
em que é realizada a medição do alcance horizontal, seu valor neste laboratório é igual a 145 
mm. 
 
 
 
 
 
Siga para a seção “Avaliação dos Resultados”, neste roteiro, e responda de acordo com o que 
foi observado nos experimentos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS 
 
1. A média entre os valores do coeficiente de descarga para um mesmo orifício representa 
bem a amostra? Quais são as possíveis fontes de erro? 
 
2. O que se pôde observar com a variação dos diâmetros? 
 
3. Os valores do alcance horizontal calculado e do alcance horizontal experimental são iguais? 
Caso sejam diferentes, quais são as possíveis fontes de erro? 
 
 
4. O que foi possível observar com diâmetros diferentes do orifício em relação ao alcance 
horizontal e a velocidade?