Aula Prática 03 - Hidrometria [Coeficientes de Vazão]

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PRÁTICAS DE LABORATORIO – H.H. 
 
Prof. Orientador: _________________ Data da Prática: ____/____/_______ 
Componente (s) Matrícula Turma 
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PRÁTICA 03 
Hidrometria - Coeficientes de vazão 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
O Diafragma é um dispositivo de medição de vazão em um conduto forçado que se 
baseia no mesmo princípio do Tubo Venturi e outros orifícios concêntricos. Estes dispositivos 
provocam um estreitamento da seção transversal do escoamento ocasionando uma 
diferença de pressão entre as seções de montante e jusante. A diferença de pressão entre as 
duas seções pode ser medida através de um manômetro diferencial. Uma vez conhecida a 
diferença de pressão entre as duas seções e aplicando Bernoulli entre as mesmas encontra-
se uma expressão para a vazão que passa pelo conduto. Na aplicação de Bernoulli entre as 
duas seções algumas simplificações devem ser feitas. Por exemplo, despreza-se a perda de 
carga entre as duas seções e desconsidera-se a distribuição real de velocidades nas seções 
transversais por ser esta desconhecida, assumindo-se uma distribuição de velocidades 
uniforme e paralela (velocidade média). Em virtude das simplificações utilizadas, a equação 
assim obtida é uma equação aproximada apenas. A equação exata da vazão em função da 
diferença de pressão entre as duas seções é obtida através da calibração do aparelho em 
laboratório. 
 
2. OBJETIVO(S) DO ENSAIO 
 
Determinar o coeficiente de vazão (CD) através dos medidores de vazão (Diafragma e 
Tubo Venturi) do conduto forçado, correlacionando as vazões e as pressões aferidas. 
 
3. METODOLOGIA E FUNDAMENTAÇÃO TÉORICA 
 
A dissipação de energia causada pelo escoamento do fluído ao longo da canalização 
baseia-se na equação de Bernoulli para fluídos reais e a diferença de pressão pode ser 
expressa por: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Pela equação da continuidade (Q = V.A), temos: 
 (
 
 
)
 
 
 
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Desenvolvendo-se as expressões acima em função da vazão real (Q = CD.A1.V1), temos: 
 
 
 
√(
 
 )
 
 
√ 
Sendo, 
 
√(
 
 
)
 
 
 (Coeficiente físico da tubulação) 
 
Portanto, √ 
 
Esta expressão é aplicável aos dois medidores de pressão em estudo, conforme 
esquemas seguintes: 
 
 
 
 
 
 
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4. RESULTADOS E DISCUSSÃO 
 
As características físicas dos medidores: 
 
a) Diafragma: D = 25 mm; d = 17,7 mm 
b) Tubo Venturi: D = 25 mm; d = 18,5 mm 
 
As Tabelas 01 e 02 mostram a correlação entre as vazões e a pressões a serem lidas, 
conforme determinação experimental. 
 
Tabela 01 – Pressões e vazões no Diafragma 
Medidas h (mca) Q (m3/h) Q (m3/s) 
1 
 2 
 3 
 4 
 5 
 
Coeficiente físico da tubulação: m = 
Coeficiente da curva equivalente: a = 
Coeficiente de vazão no DIAFRAGMA: CD = 
 
Tabela 02 – Pressões e vazões no Tubo Venturi 
Medidas h (mca) Q (m3/h) Q (m3/s) 
1 
 2 
 3 
 4 
 5 
 
Coeficiente físico da tubulação: m = 
Coeficiente da curva equivalente: a = 
Coeficiente de vazão no TUBO VENTURI: CD = 
 
 Para determinação dos coeficientes de vazão pode-se correlacionar as pressões 
aferidas em função das vazões, através do software Excel, gráfico tipo potência. A equação 
gráfica deverá assim constar: 
 
Em que, y = Q 
 x = h 
 a = coeficiente da curva equivalente a = m.CD 
 
O expoente de h na equação toma um valor próximo a 0,5, pois tratar-se de uma relação 
puramente teórica. O coeficiente de vazão CD nada mais é que a relação entre a vazão real e 
a vazão teórica de circulação na canalização. 
 
 
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MEMORIAL DE CÁLCULOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Descrever suas análises a cerca dos resultados alcançados e considerações finais 
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