Lab HH - Relatório 3

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----. Rr.Q.f.Orientador: Marcela·S.·Gomes Ferreira Data da Prática: J{) 1 O '-i I 1 g
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Componente.. .... MatrículaM~ rclÚA"C& cM.gj~~Ioo~O- tJ956FF-L Turma[csA«;z
PRÁTICA 03
Hidrometria - Coeficientes de vazão
1. INTRODUÇÃO
o Diafragmaé um dispositivo de medição de vazão em um conduto forçado que
sebaseia no mesmo princípio do Tubo Venturi e outros orifícios concêntricos., Estes
dispositivos provocam um estreitamento da seção transversal doescoamento ocasionando
uma diferença de pressão entre as seções de montante e [usante. A diferença de
pressãoentre as duas seções pode ser medida através de um manômetro diferencial. Uma
vez conhecida adiferença depressão entre as duas seções e aplicando Bernoulli entre as
mesmas encontra-se uma expressão para a vazão quepassa pelo conduto. Na aplicação de
Bernoulli entre as duas seções algumas simplificações devem ser feitas. Porexemplo,
despreza-se a perda de carga entre as duas seções e desconsidera-se a distribuição real de
velocidadesnas seções transversais por ser esta desconhecida, assumindo-se uma
distribuição de velocidades uniforme eparalela (velocidade média). Em virtude das
simplificações utilizadas, a equação assim obtida é uma equaçãoaproximada apenas. A
equação exata da vazão em função da diferença de pressão entre as duas seções é
obtidaatravés 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 EFUNDAMENTAÇÃO TÉORICA
V2
2 V1
2
h=---
2g 2g
V22 - V/ = 2gh
Pela equação da continuidade (Q = V.A), temos:
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:
D 2
V2 = VI (d)
Desenvolvendo-se as expressões acima em função da vazão real (Q = CD.AI.VI), temos:
~--------------------~--~~,---
1 ,.
PRÁTlCASDELABORATORIO-H.H. ,,~
"
Sendo,
D2
m= 3,48 ~
~(~)-1
'----- -";2
D .CD rrQ=3,48 ~vh
-,J (~) - 1
(Coeficiente físico da tubulação)
Portanto,
Esta expressão é aplicável aos dois medidores de pressão em estudo, conforme
esquemas seguintes:
a} [MÉTODOno ORIFfclO (Dlafr.agma)
Obs.: o diâmetro do orilício deve ser da ordem de30Q/o a 80%
do diâmetro do tubo,
h1 D : DI.2
b~""'f;"",----~2?:~---71H,
i
b} MÉTODO DO VENTURl ( Venturímetro)
. Ih,fl-r- -------
Q-+
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
"-- .
-
PJUTICASDELABORATORlO -HH
. As características físicas dos medidores.:
a) Diafragma:
b) Tubo Venturi:
d = 17,7 mm
d = 18,5 mm
D = 25 mm;
D = 25 mm;
As Tabelas01 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 {;<tf é2,S 6, '/'1 )(10'; '1:1
2 fi 'if 3 g:,h ID-"/
3 J q1- 3,5 'I. 11l>X1Io ..••f{f
4 !J 0'-( 3,'1 tl{j)) ~3111(j-'t
5 3 ''I LI' 1f .(1 J( I~-q
Coeficiente físico da tubulação: m = 0,,06' 126
Coeficiente da curva equivalente: a = 0,.0006
Coeficiente de vazão no DIAFRAGMA: CD= 0, '11h
Tabela 02 - Pressões e vazões no Tubo Venturi
Medidas I h (mca) Q (m3/h) Q (m3/s)
1 o 52 2,5 6. 9'1 ,;jO-~
2 065 3 1,3l< 10'- «
3 o.a e 3,5 'I.1-2x (<',-é(
4 1'.1'1 :?,q fIP. ~3)( 16-/~
5 1 16 4 1111t./()-~
Coeficiente físico da tubulação: m = O,00 /l( il
Coeficiente da curva equivalente: a = o,OD:L
Coeficiente de vazão no TUBO VENTURI: CD =0,10 'I
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:
y = a.xo,s
Em que, y=Q
x=h
a = coeficiente da curva equivalente --------j> 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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PRÁTICASDELABORATORIO -HH
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Descrever suas análises a cerca dos resultados alcançados e considerações finais
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Pressões e Vazões no Diafragma
medidas h (mca) Q (m3fs)
1 1,4 0,000694
2 1,8 0,00083
3 2,47 0,000972
4 3,04 0,001083
5 3,14 0,001111
y = D,D006xO,soo
R2=0995
r---....--.-,.. .."---~ ..___;-.-.."---.,........:---"-.."-. --- ..·~_··-T··"--·"--··-Q>OO111L-~..,
o L ~ ~ ~ ~ ~ ~ __
0,0012
0,001
0,0008
v;
"-mED,0006
Cf
0,0004
0,0002
o 0,5 1 1,5 2
h (mca)
2,5 3 3,5
Pressões e Vazões no Tubo de Venturi
medidas h (mca) Q(m3fs)
1 0,52 0,000694
2 0,65 0,00083
3 0,92 0,000972
4 1.14 0,001083
5 1,16 0,001111
y = o,oorxG:S53Z
R2 =0,9887
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O
0,0012
0,001
0,0008
~E 0,0006
Cf
0,0004
0,0002
1,2 1,4o 0,2 0,4 0,6 0,8 1
h (mca)