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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE GOIÁS ESCOLA DE ENGENHARIA CURSOS DE ENGENHARIA CIVIL E ENGENHARIA AMBIENTAL EXPERIMENTO Nº 05 DETERMINAÇÃO DA VELOCIDADE NA PLACA DE ORIFÍCIO Goiânia - 2017 João Pedro Arciprett Oliveira Mariana Marques Pimenta Bueno PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE GOIÁS ESCOLA DE ENGENHARIA CURSOS DE ENGENHARIA CIVIL E ENGENHARIA AMBIENTAL EXPERIMENTO Nº 05 DETERMINAÇÃO DA VELOCIDADE NA PLACA DE ORIFÍCIO Relatório semanal da disciplina de Fenômenos de Transporte Experimental, entregue ao docente da disciplina, como requisito parcial para a obtenção da nota N1. Docente da disciplina: Prof. Dr. Fernando Ernesto Ucker Goiânia - 2017 João Pedro Arciprett Oliveira Mariana Marques Pimenta Bueno 0 SUMÁRIO RESUMO..................................................................................................................... 01 1 INTRODUÇÃO.................................................................................... 02 2 OBJETIVO........................................................................................... 02 3 MATERIAL E MÉTODOS................................................................ 03 4 RESULTADOS.................................................................................... 04 5 CONCLUSÃO...................................................................................... 06 REFERÊNCIAS.......................................................................................................... 06 1 RESUMO Usando o tubo diafragma, que é muito utilizado em fabricas pelo seu baixo custo e elevado tempo de vida útil, conectado a um quadro de pressões e com a ajuda de um manômetro calculamos a vazão e a diferença de altura, que junto com os dados fornecidos pelo professor conseguimos calcular o coeficiente k de valor igual a 0,611143583 e que a velocidade no tubo é de 0,260522 ݉ ݏ⁄ , que era o objetivo da experiencia. Concluímos que o valor final foi aceitavelmente próximo do ideal que seria de 0,676 considerando o erro humano. 2 1. INTRODUÇÃO Placa de orifício (ou Tubo diafragma) é um medidor de vazão classificados como deprimogênio, pois promove a redução da seção transversal a fim de obter a vazão. Aplica-se a equação da conservação da massa e a equação de Bernoulli para obter-se uma equação para a vazão. Sua estrutura resume-se a uma placa transversal ao escoamento, de pequena espessura, na qual foi usinado um furo cilíndrico. A variação na seção transversal do escoamento leva ao aumento da velocidade e à queda da pressão. Entretanto, como ocorre uma variação brusca da área é gerada uma grande turbulência que resulta em uma “perda de carga”, além de menor precisão na medição da pressão. Figura 01: Placa de orifício 2. OBJETIVOS 1) Determinar o coeficiente de calibração (K); 2) Calcular a velocidade no tubo de 3”; 3) Tirar conclusões. 3 3. MATERIAL E MÉTODOS - Tubo Diafragma; - Quadro de pressões; - Manômetro; - Cronometro; - Régua. Em uma caixa de acrílico ligada ao quadro de pressões foi medido o volume de água e o tempo para ela atingir este volume, com estes dados calculamos o ܳ (vazão), repetimos três vezes para fazer uma média e encontrar o ∆ܳ. Após isto medimos a diferença de altura no Manômetro. Com os dados obtidos e os dados fornecidos pelo professor conseguimos calcular o ܭ e a velocidade no tubo. 4 4. RESULTADOS ࡽ ൌ ࡷ ࡿ ൣ ࢍ ሺࢊࡴࢍ െ ൯ ઢࢎሿ ࡿ ࡿ ൌ ⇒ ࡿ ൌ ࡿ Portanto: ࡽ ൌ ࡷ ࡿ ൣ ࢍሺࢊࡴࢍ െ ൯ ઢࢎሿ ઢࢎ ൌ ࡸ െ ࡸ ࡽ ൌ ࢂ Em que: Q = vazão, em m³/s; V = velocidade, em m/s; g = aceleração da gravidade, em m/s²; A = área da tubulação, em m². ࢉࢇ࢞ࢇ ൌ , ૡ ࡰ ൌ , ൌ , ࢍ ൌ ૢ, ૡ ࢙⁄ ࢊࡴࢍ ൌ , Calculo do Q 1º Calculo: ݐଵ ൌ 10,56ݏ ݄ଵ ൌ 0,064݉ ܳଵ ൌ 5,159 10ିସ ݉ଷ ݏ⁄ 5 2º Calculo: ݐଶ ൌ 13,86ݏ ݄ଶ ൌ 0,087݉ ܳଶ ൌ 5,343 10ିସ ݉ଷ ݏ⁄ 3º Calculo: ݐଷ ൌ 10,25ݏ ݄ଷ ൌ 0,054݉ ܳଷ ൌ 4,844 10ିସ ݉ଷ ݏ⁄ ∆ܳ ൌ 5,11533 10ିସ ݉ଷ ݏ⁄ Calculo do ∆ܮ ܮଵ ൌ 0,134݉ ܮଶ ൌ 0,377݉ ∆ܮ ൌ 0,243݉ Calculo da Área: ܵ ൌ ܣ ൌ ߨ ܦଶ 4 ൌ 1,963495 10ିଷ݉ଶ Calculo da velocidade no tubo: ∆ܸ ൌ ∆ܳ ܣ ൌ 0,260522 ݉ ݏ⁄ Calculo do K: ܭ ൌ 5,11533 10ିସ 1,963495 10ିଷൈ0,055 ൈඥ2ൈ9,81ൈሺ13,6 െ 1ሻൈ0,243మ ܭ ൌ 0,611143583 6 5. CONCLUSÃO Após os cálculos encontramos que o ܭ vale 0,611143583, após o experimento verificamos no site do professor que o valor de ܭ era para ser de 0,676, e que o valor da velocidade no tubo foi de 0,260522 ݉ ݏ⁄ . Acreditamos que a diferença a partir da segunda casa após a virgula se deva ao erro humano na hora de recolher os dados. Considerando a aproximação do resultado final, concluímos que encontramos um valor aceitável. REFERÊNCIAS HARAGUCHI, Marcelo Tsuyoshi; UCKER, Fernando Ernesto. Roteiro de Experimentos ENG1580. In: Laboratório de Fenômenos de Transporte Experimental. Goiânia: PUC-GO, 2016. p. 4. CORRÊA, Bruno da Fonseca. LABORATÓRIO DE FLUIDOS MECÂNICOS. Belo Horizonte: PUC-Minas, 2008. p. 4. Retirado de i.ytimg.com/vi/VTShUT-9LRE/maxresdefault.jpg no dia 27 de março de 2017.
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