Relatório Calibração Diafragma MecFlu

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE GOIÁS
CAMPUS DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS
COORDENAÇÃO DE ENGENHARIA CIVIL
DISCIPLINA DE MECÂNICA DOS FLUIDOS
 
 
 
 
 
 
 
 	Acadêmicos: 
Hellen Diana da Costa e Sousa
Lucas Thiago Xavier Lima
Michelle Lidiane Silva Ferreira 
Valdeci Ricardo Soares silva	
Anápolis – GO 
Novembro / 2017 
1 INTRODUÇÃO
“Streeter” define os fluidos como "uma substância que se deforma continuamente quando submetida a uma tensão de cisalhamento, não importando quão pequena possa ser esta "tensão". Uma força de cisalhamento é a componente tangencial da força que age sobre a superfície; dividida pela área da superfície dá origem à tensão média de cisalhamento. Pode-se dizer assim que a tensão de cisalhamento em um ponto é o valor limite da razão entre a força de cisalhamento e a área, quando esta tende a um ponto.
As leis teóricas da Hidrodinâmica são formuladas admitindo-se que os fluidos sejam ideais, isto é, que não possuam viscosidade, coesão, elasticidade, etc. de modo que não haja tensão de cisalhamento em qualquer ponto da massa fluida. Durante a movimentação, as partículas fluidas deslocam-se de um ponto a outro continuamente, sem que a massa do fluido sofra desintegração, permanecendo sempre contínua, sem vazios ou solução de continuidade.
As linhas de fluxo são linhas imaginárias tomadas através do fluido para indicar a direção da velocidade em diversas seções do escoamento.
Considerando-se um tubo de fluxo, onde há um corte em um plano normal às linhas de fluxo, essa seção é atravessada no instante t, por um volume de fluido, nos dando a vazão. Ou seja, a vazão é o volume escoado com velocidade “v” na seção de área “A” e na unidade de tempo.
Para aferir a vazão existem vários métodos, entre eles a medição direta (que consiste na determinação do tempo necessário para encher um determinado recipiente de volume conhecido); método do vertedor (é uma passagem feita no alto de uma parede por onde a água escoa livremente); método do flutuador (consiste em medir a velocidade média de escoamento da água em um trecho do curso d'água previamente escolhido, com o auxílio de um flutuador e determinar a seção média do referido trecho); Venturi (é uma peça especial, colocado em linha na canalização, utilizado para medir vazão em condutos forçados. É uma aplicação prática da equação de Bernoulli); e orifícios e bocais (são perfurações feitas abaixo da superfície livre do líquido em paredes de reservatórios, tanques, canais ou tubulações, com a finalidade de medição de vazão).
Medidor de vazão é um dispositivo que nos fornece a quantidade, em massa ou em volume, que passa por um a secção em um intervalo de tempo. Os medidores de vazão do tipo orifício são constituídos por contração na seção de escoamento, de modo a produzir uma variação de pressão estática como conseqüência do aumento da velocidade. O medidor de vazão do tipo Diafragma, conhecido também por placa de orifício é um dos métodos mais usados para medição de fluxos.
As vantagens em usar um medidor de vazão tipo Diafragma são: sua simplicidade, custo relativamente baixo, ausência de partes móveis, pouca manutenção, aplicação para muitos tipos de fluido, instrumentação externa, etc. Mas também existem desvantagens, como considerável perda de carga no fluxo, a faixa de medição é restrita, desgaste da placa, etc.
O presente trabalho visa o estudo do medidor de vazão do tipo Diafragma.
2 MATERIAIS E MÉTODOS 
Para realização do experimento utilizou-se uma bomba centrifuga, cronometro um recipiente de volume conhecido, trena, além de um sistema de tubulações e acessórios mostrados na imagem a seguir.
Com auxilio da trena mediu-se as dimensões do recipiente translúcido na figura a cima, sabendo q este possuía uma abertura lateral logo sua altura foi medida da base ate esta abertura, com as dimensões em mãos foi possível o calculo do volume a partir da seguinte formula:
Fecharam-se todos os registros, conectou-se o manômetro e abriu totalmente apenas o registro da tubulação de cobre.
Então se ligou a bomba centrífuga, lembrando que este tipo de bomba deve ser ligada ainda com a válvula fechada, depois se abriu a válvula para que o liquido caísse no recipiente, cronometrando o tempo necessário para que a água chegasse à abertura lateral utilizada como marco de altura. 
Tendo o tempo de enchimento do recipiente de volume conhecido é possível calcular a vazão que passa por essa tubulação com o registro completamente aberto pelo o uso da equação (Método Direto):
 (1)
A fim de comparar com a vazão do Diafragma, dada por:
3 RESULTADOS E DISCUSSÕES
Foram obtidos os dados de três vazões diferentes. E para os cálculos necessários a obtenção da curva de calibração do diafragma alguns dados foram dados, como: foi usado o M(coeficiente de contração) tabelado como 0,45. A área da tubulação é a mesma para todas as vazões sendo o diâmetro de 28 mm.temos:
/4
So= 6,15x10^-4
A gravidade foi utilizada 9,8m/s² , a densidade do mercúrio de 13.6, e tempo de vazão igual a 10 segundos. Assim temos:
Para o calculo da vazão(Q), temos que:
Para o calculo da velocidade (v), temos que:
Para o calculo do Número de Reynols (N), temos que:
Vazão 1 ou Q1 a altura do manômetro se encontrava a 40cm, portanto temos que:
6,509x10^-3
Vazão 2 ou Q2 a altura do manômetro se encontrava a 21 cm, portanto temos que:
K=6,8889x10^-3
Vazão 3 ou Q3 a altura do manômetro se encontrava a 4 cm portanto temos que:
K=23,375x10^-3
GRÁFICO1: curva de calibração do diafragma. Fonte: do autor
4 CONCLUSÃO
 É importante ressaltar que ao se traçar as curvas de calibração de um medidor com determinado valor de “m” e para um determinado fluido, dificilmente encontram-se os pontos exatos das curvas da norma, pois esta representa uma curva média obtida através de vários experimentos nos quais ensaiou-se uma grande faixa de vazões e vários fluidos. Entretanto, o erro obtido quando se usa a curva da norma é pequeno em termos percentuais, especialmente no ramo horizontal da curva.
De qualquer maneira os melhores resultados serão obtidos quando se traça a curva com medidor em uso que foi o objetivo dessa aula prática.
5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA
Fox, Robert W . / McDonald, Alan T .; 
Introdução à Mecânica dos Fluidos; 
3ª ed.; Ed. Guanabara S.A.; 1988. 
Victor L. Streeter. / E. B enjam in W ylie.; 
 Mecânica dos Fluidos; 7ª ed. ; Ed. Mc G raw Hill.