Laboratório de Experimento de Jatos Livres

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Laboratório de Mecânica de Fluidos
Aluno (a): Davi Guilherme Dourado Borges
Data: 08/03/2025.
Avaliação Pesquisa/Prática 
NOTA:
INSTRUÇÕES:
· Esta Avaliação contém 1 (uma) questão, totalizando 10 (dez) pontos.
· Você deve preencher dos dados no Cabeçalho para sua identificação
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· As respostas devem ser digitadas abaixo de cada pergunta.
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Encontrando o coeficiente de velocidade
 ⚫ Aplique a Equação 17 do resumo teórico para encontrar o coeficiente de velocidade, que utiliza os dados obtidos anteriormente na Tabela 5. 
⚫ Aplique a Equação 3 do resumo teórico para encontrar a velocidade real do jato livre, que utiliza os dados obtidos anteriormente na Tabela 5.
O procedimento realizado nesta etapa encontrou valores para a Tabela 5 para o orifício com diâmetro de 10 mm. 
⚫ Repita as instruções dos passos 1, 2 e 3 para os diâmetros de 8, 6 e 4 mm, completando a Tabela 5 com os dados necessários.
CÁLCULO DO COEFICIENTE DE DESCARGA
Primeiramente é realizado a coleta dos dados de tempo em que o nível da água abaixa entre duas alturas no tanque vertical, isso para cada tipo de bico diferente que possuem diâmetros de orifícios diferentes. Após essa coleta, é levantado alguns parâmetros do experimento necessários para o cálculo do coeficiente de descarga, como a área de seção transversal do tanque que é de 75900 mm² e a área do orifício de cada bico que é calculada segundo a fórmula 1:
 (1)
Dessa forma, através da fórmula 2 é possível calcular o coeficiente de descarga:
 (2)
Após esses cálculos, foi retirado a média, desvio padrão e desvio relativo de cada coeficiente de carga calculado.
	Orifício com diâmetro de 10 mm
	Intervalo 1
	Intervalo 2
	Intervalo 3
	Intervalo 4
	Intervalo 5
	h1
	h2
	h1
	h2
	h1
	h2
	h1
	h2
	h1
	h2
	0,70
	0,65
	0,60
	0,55
	0,50
	0,45
	0,40
	0,35
	0,30
	0,25
	Tempo 1
	Tempo 2
	Tempo 3
	Tempo 4
	Tempo 5
	21,2
	23,32
	25,96
	29,64
	36,04
	Coeficiente de
Descarga 1
	Coeficiente de
Descarga 2
	Coeficiente de
Descarga 3
	Coeficiente de
Descarga 4
	Coeficiente de
Descarga 5
	0,626
	0,617
	0,610
	0,601
	0,578
	Coeficiente de Descarga Médio
	0,606
	Desvio Padrão
	0,017
	Desvio Relativo
	2,73%
	Orifício com diâmetro de 8 mm
	Intervalo 1
	Intervalo 2
	Intervalo 3
	Intervalo 4
	Intervalo 5
	h1
	h2
	h1
	h2
	h1
	h2
	h1
	h2
	h1
	h2
	0,70
	0,65
	0,60
	0,55
	0,50
	0,45
	0,40
	0,35
	0,30
	0,25
	Tempo 1
	Tempo 2
	Tempo 3
	Tempo 4
	Tempo 5
	35,28
	38,76
	43,24
	49,74
	60,34
	Coeficiente de
Descarga 1
	Coeficiente de
Descarga 2
	Coeficiente de
Descarga 3
	Coeficiente de
Descarga 4
	Coeficiente de
Descarga 5
	0,588
	0,580
	0,572
	0,560
	0,539
	Coeficiente de Descarga Médio
	0,568
	Desvio Padrão
	0,017
	Desvio Relativo
	3,01%
	Orifício com diâmetro de 6 mm
	Intervalo 1
	Intervalo 2
	Intervalo 3
	Intervalo 4
	Intervalo 5
	h1
	h2
	h1
	h2
	h1
	h2
	h1
	h2
	h1
	h2
	0,70
	0,65
	0,60
	0,55
	0,50
	0,45
	0,40
	0,35
	0,30
	0,25
	Tempo 1
	Tempo 2
	Tempo 3
	Tempo 4
	Tempo 5
	55,96
	61,04
	68,08
	78,02
	94,22
	Coeficiente de
Descarga 1
	Coeficiente de
Descarga 2
	Coeficiente de
Descarga 3
	Coeficiente de
Descarga 4
	Coeficiente de
Descarga 5
	0,659
	0,655
	0,646
	0,635
	0,614
	Coeficiente de Descarga Médio
	0,642
	Desvio Padrão
	0,016
	Desvio Relativo
	2,53%
	Orifício com diâmetro de 4 mm
	Intervalo 1
	Intervalo 2
	Intervalo 3
	Intervalo 4
	Intervalo 5
	h1
	h2
	h1
	h2
	h1
	h2
	h1
	h2
	h1
	h2
	0,70
	0,65
	0,60
	0,55
	0,50
	0,45
	0,40
	0,35
	0,30
	0,25
	Tempo 1
	Tempo 2
	Tempo 3
	Tempo 4
	Tempo 5
	106,14
	116,5
	130,66
	151,32
	185,26
	Coeficiente de
Descarga 1
	Coeficiente de
Descarga 2
	Coeficiente de
Descarga 3
	Coeficiente de
Descarga 4
	Coeficiente de
Descarga 5
	0,782
	0,772
	0,757
	0,736
	0,703
	Coeficiente de Descarga Médio
	0,750
	Desvio Padrão
	0,028
	Desvio Relativo
	3,77%
CÁLCULO DO COEFICIENTE DE VELOCIDADE
Primeiramente selecionamos um nível de referência para todos os cálculos que será de 650 mm, porém como a altura do orifício é de 50 mm em relação ao nível 0 mm então a altura h utilizada de fato é de 600 mm. Assim, utilizando a equação 3 é calculado a velocidade teórica de saída do jato no bico:
 (3)
Posteriormente, calculamos o alcance horizontal teórico, considerando que o jato possui uma altura de 145 mm do bico até o plano de referência de medição para cair. Dessa forma, utilizamos a equação 4:
 (4)
Com os valores calculados segue-se para a medição dos valores de alcance experimental, segundo o roteiro. A partir dos valores coletados, é possível calcular o coeficiente de velocidade pela equação 5 e a velocidade real do jato pela equação 6:
 				 (5)
 					 (6)
Todos o resultados calculado e dados coletados estão presentes na tabela 5.
Tabela 5 – Dados teóricos e experimentais do alcance horizontal
	Diâmetro do orifício (D)
	10
	8
	6
	4
	Nível de referência (h)
	600 mm
	600 mm
	600 mm
	600 mm
	Velocidade teórica do jato (
	3,43 m/s
	3,43 m/s
	3,43 m/s
	3,43 m/s
	Alcance horizontal teórico (
	0,59 m
	0,59 m
	0,59 m
	0,59 m
	Alcance horizontal experimental (
	0,623 m
	0,625 m
	0,625 m
	0,625 m
	Coeficiente de velocidade
	1,056
	1,059
	1,059
	1,059
	Velocidade real do jato
	3,62 m/s
	3,63 m/s
	3,63 m/s
	3,63 m/s
A média entre os valores do coeficiente de descarga para um mesmo orifício representa bem a amostra, visto que o desvio relativo ficou abaixo de 4%, indicando uma boa repetibilidade dos resultados. No entanto, possíveis fontes de erro podem incluir imprecisões na medição do tempo de escoamento, variações na abertura da válvula e erros na leitura do nível de água na escala graduada. 
Com relação à variação dos diâmetros dos orifícios, observou-se que houve influência significativa no coeficiente de descarga, percebeu-se que com a diminuição do diâmetro dos orifícios o coeficiente de carga aumentava, uma vez que orifícios menores tendem a reduzir os efeitos de contração do jato e de perturbações no escoamento, tornando o fluxo mais uniforme e eficiente.
Foi possível verificar que os diferentes diâmetros dos orifícios não afetaram o alcance horizontal e a velocidade do jato, sugerindo que outros fatores, como a pressão no tanque, tiveram maior influência nesses parâmetros. 
Por fim, os valores do alcance horizontal teórico e experimental apresentaram uma diferença de 0,3 m aproximadamente, o que pode ser explicado por perdas de energia no escoamento, resistência do ar e possíveis imprecisões na medição do alcance experimental.
	
Avaliação Pesquisa/Prática
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