RELATORIO Vazão Volumétrica e Pressão de Sucção

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALFENASUNIFAL 
 CAMPUS POÇOS DE CALDAS 
 BACHARELADO INTERDISCIPLINAR EM CIÊNCIA E TECNOLOGIA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Discentes: 
 Maria das Graças Trivellato 
 Milena Orlof Shiromoto 
 Rafael dal Bon 
 Stephano Borges 
 Thainá Ferreira Ribeiro 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Experimento 2: Vazão Volumétrica e Pressão de sucção 
 Docente: Maurielem Guterres Dalcin 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Poços de Caldas 
 2016 
 
 
1. RESUMO 
 
 Em operações com uma bomba, dois parâmetros são observados, são eles: a 
pressão absoluta exercida pelo sistema na entrada da bomba, e a pressão mínima exigida 
na entrada da bomba para evitar a cavitação. 
 A pressão de sucção apresentada na entrada da bomba é influenciada por quatro 
variáveis resultantes do sistema no qual a bomba irá operar, como a pressão exercida 
pela coluna de líquido acima da linha da bomba, a pressão absoluta exercida sobre a 
superfície do líquido no tanque sucção, a pressão de vapor do líquido na temperatura de 
bombeamento, e as perdas de carga na linha de sucção. 
 Sendo assim, este experimento visa verificar o comportamento da pressão de 
sucção na entrada de uma bomba que esta instalada em uma bancada de tubulação 
fechada, através da vazão volumétrica (calculado a partir das dimensões do tanque em 
um determinado tempo) e da pressão medida em um manômetro de tubo em U, e, assim, 
conferir se o resultado esta dentro do esperado. 
 
2. OBJETIVO 
 
 O presente experimento visa determinar a vazão volumétrica do fluido para cada 
valor de variação de pressão encontrado através do manômetro em tubo U, e fazer a 
relação entre os respectivos valores. 
 
3. EQUACIONAMENTO 
 
 A vazão volumétrica (Q) é definida como o volume do fluido (V) que atravessa 
certa seção do escoamento por unidade de tempo (t): 
𝑄 =
𝑉
𝑡
 
(1) 
 Sendo V o volume do tanque em que o fluido foi armazenado, podendo ser 
expresso através da equação: 
 
 V= A.h (2) 
 
 onde A é a área da base do tanque. 
 O manômetro de tubo em U é utilizado para medir a diferença de pressão entre 
dois pontos em um fluido incompressível estático através da medição da diferença de 
elevação entre esses mesmos pontos. Essa diferença de pressão pode ser obtida da 
seguinte forma: 
𝑃𝑎 − 𝑃𝑏 = 𝜌𝑔𝛥ℎ (3) 
em que 𝜌 é a massa específica do fluído, g a gravidade e 𝛥ℎ a diferença de altura entre 
os pontos. 
 
4. MATERIAIS UTILIZADOS 
 
- Água; 
- Bancada de hidráulica Júnior, composta por manômetro em tudo U, reservatório de 
água, e tanque para armazenamento do fluido; 
- Fita métrica; 
- Cronômetro digital (±0,01s); 
- Termômetro; 
 
5. METODOLOGIA 
 
 Primeiramente, mediram-se as dimensões do tanque de armazenamento do fluido 
da bancada hidráulica e anotaram-se os resultados. Após isso, abriu-se a válvula com 
uma certa vazão e observou-se a variação de altura na coluna de pressão do manômetro. 
O fluido sai do reservatório passando pelo tubo, sendo expelido pelo jato, o mesmo é 
direcionado para o tanque de armazenamento. Foi estabelecido um intervalo de tempo 
de 10 segundos, usado em todas as medidas. Após a válvula de vazão ficar aberta pelo 
tempo determinado, mediu-se a altura preenchida no tanque de armazenamento e 
também foi anotado o resultado. Por fim, o tanque é esvaziado. O procedimento é 
realizado 4 vezes para vazões diferentes, mantendo todos os outros aspectos os mesmos. 
Além disso, utilizou-se o termômetro para realizar a medição da temperatura da água no 
dia do experimento, correspondendo a 24ºC. 
 
6. DADOS 
 
 As dimensões de comprimento e largura do tanque de armazenamento são, 
respectivamente, 0,3m e 0,26m. 
 Na Tabela 1, encontra-se os valores coletados de elevação de altura em dois pontos 
(P1 , P2) no manômetro em tubo U para cada valor de vazão volumétrica (Q), além das 
alturas (h) alcançadas pelo fluido no tanque de armazenamento. 
 
Tabela 1 – Valores de pressão coletados em dois pontos e alturas alcançadas pelo fluido 
para cada vazão volumétrica. 
P1 (cm H2O) P2 (cm H2O) h (m) 
Q1 91,5 66 1,13 x 10-1 
Q2 103,5 89,5 1,45 x 10-1 
Q3 48 8,5 1,02 x 10-1 
Q4 124,5 91,5 1,45 x 10-1 
 
 
7. RESULTADOS E DISCUSSÃO 
 
 De acordo com os dados apresentados, é possível calcular os volumes ocupados 
pelo fluido no tanque de armazenamento, com o auxílio da Equação 2, e assim, obter 
suas respectivas vazões volumétricas, empregando a Equação 1, pelo tempo 
determinado de 10 segundos. 
 As variações de pressão (ΔP) entre os dois pontos do manômetro em tudo U, foram 
obtidas utilizando o lado esquerdo da Equação 3. 
 
Tabela 2 – Valores calculados de volumes e vazões volumétricas, e suas respectivas 
variações de pressão. 
V (m³) Q(m³/s) ΔP (Pa) 
8,81 x 10-³ 8,81 x 10-4 2,5 x 10³ 
1,13 x 10-2 1,13 x 10-3 8,77 x 10³ 
7,95 x 10-3 7,95 x 10-4 8,33 x 10² 
1,13 x 10-2 1,13 x 10-3 8,97 x 10³ 
 
 Os valores para cada queda de pressão foram, na realidade, tomados em cmH20, 
contudo para a realização dos cálculos, tais valores foram transformados em Pascal, 
como constatado na tabela acima, e as medidas foram convertidas de acordo com o 
Sistema Internacional. 
 Para melhor visualização dos resultados, foi plotado um gráfico do diferencial de 
pressão pela vazão volumétrica utilizando os dados da Tabela 2. 
 
 
Figura 1 – Gráfico construído com os valores calculados para o diferencial de pressão e 
a vazão volumétrica. 
 
 Observa-se que o gráfico acima tem comportamento linear, e, portanto, pode-se 
dizer que a vazão volumétrica é diretamente proporcional a diferença de pressão. Dessa 
forma, é possível afirmar que quanto maior a vazão volumétrica maior será a pressão de 
sucção. 
 Sendo assim, se houve erros durante a execução do procedimento experimental, ou 
falhas nos aparelhos utilizados, tais erros e falhas foram tão pequenos que podem ser 
desconsiderados, já que os resultados obtidos atenderam as expectativas. 
 
8. CONCLUSÃO 
 
 O presente relatório teve como objetivo calcular a vazão volumétrica do fluido, 
através de dados experimentais, para cada valor de queda de pressão medido. Dessa 
forma, observou-se que a pressão de sucção aumenta com o aumento da vazão 
volumétrica, conforme o esperado. Portanto, pode-se concluir que o equipamento e o 
experimento funcionaram de acordo com o planejado. 
 
9. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
[1] BRUNETTI, Franco. Mecânica dos fluidos 2ª Ed São Paulo: Pearson Prentice 
Hall,2009