RELATORIO #2 A VAZAO VOLUMETRICA EM FLUIDOS IMCOPREENSIVEIS PASSEI DIRETO

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Centro Universitário Estácio de Brasília
Engenharia Civil / Taguatinga / Turma 1001
Disciplina: Hidráulica - CCE0217
A Vazão Volumétrica em fluidos Incompressíveis
 
07 de Abril de 2019
Resumo
No relatório será verificada que a velocidade de um fluido é inversamente proporcional à área da secção reta do orifício, irá ser calculado também a vazão com dois diferentes orifícios de saída, e interpretaremos o comportamento do fluído ao passar por esses diferentes orifícios e com isso determinaremos a velocidade de escoamento do fluído aplicando a lei de continuidade.
Introdução
Um fluido é uma substância que se deforma continuamente quando submetida a uma tensão de cisalhamento, os fluidos incluem os líquidos, os gases, os plasmas e, de certa maneira, os sólidos plásticos.
Os fluídos incompreensíveis são aqueles que aplicados uma pressão, sua intensidade permanece aproximadamente constante, conseguintemente o volume do fluído permanece inalterado no decorrer do escoamento. A maioria dos fluídos incompreensíveis são os líquidos como a água e óleos. Já os fluídos compreensíveis são aqueles que sofrem uma grande variação em sua intensidade quando aplicados uma pressão, consideram-se como fluídos compreensivos a maioria dos gases.
Medidores de Fluxo
A vazão é o volume ou massa de um determinado fluído que a vazão representa a rapidez com a qual um volume ou massa escoa.
Vazão Mássica: É definida como sendo a quantidade em massa de um fluido que atravessa a seção de uma tubulação por unidade de tempo. As unidades de vazão mássicas mais comumente utilizadas são: kg/s, kg/h, t/h e lb/h.
Vazão Volumétrica: É definida como sendo a quantidade em volume que escoa através de certa seção em um intervalo de tempo considerado. As unidades de vazão volumétricas mais comumente utilizadas são: m³/s, m³/h, l/h, l/min.
Na medição de vazão volumétrica é importante referenciar as condições básicas de pressão e temperatura, principalmente para gases e vapor, pois o volume de uma substância depende da pressão e temperatura a que está submetido. 
Caso haja diferença entre as condições de projeto e de operação. Para corrigir esta diferença é possível aplicar, no mesmo processo, um equipamento que faz a compensação de pressão e temperatura.
Objetivos
A atividade tem como objetivo calcular a velocidade do fluido para assim confirmar se ela e inversamente proporcional à área do orifício do tudo. E com o sensor de pressão diferencial medimos a vazão de forma indireta. Fazendo com isso para os dois diferentes orifícios de saída, sendo um de 1 mm e outro de 4,5mm.
Para o calculo da pressão usaremos a seguinte equação.
∆P = ρ * g * ∆X
Equação 01 – Diferença de Pressão;
Legenda 
∆P : Variação de Pressão;
ρ : Densidade; 
g : Gravidade; 
∆X: Variação de Altura;
Materiais e Métodos
01 Torre de haste tríplice longa 1300 mm;
01 Conjunto alinhador para câmara transparente;
01 Câmara transparente vertical;
01 Régua T2
01 Copo Becker 600 ml;
01 Conjunto de tubos paralelos;
01 Controlador para bomba hidráulica;
02 Bandeja;
01 Sensor de pressão diferencial;
01 Cabo de ligação miniDIN-miniDIN;
01 Software para aquisição de dados;
800 ml de agua destilada;
01 Paquímetro;
01 Interface Cidede Lab200;
Para a execução do experimento, primeiramente foi medido o diâmetro interno da câmara do orifício de 1 mm, onde encontramos o diâmetro de 63,03mm. Após isso iremos calcular o área. E com isso abrimos a válvula para deixando a agua escorrer, e com o software coletamos os dados do escoamento durante 30 segundos.
E com o tubo de 4,5mm executamos o mesmo procedimento.
Resultados e Discursão
Experimento
Temperatura ambiente: 25° C.
Densidade da água (ρ): 997 kg/m³.
Aceleração da gravidade: 9,8 m/s².
Diâmetro dos furos:
1. Orifício menor (1,0): 1,0 mm / 0,001 m.
2. Orifício maior (4,5): 4,5 mm / 0,0045 m.
3. Diâmetro da câmara (Dc): 63,83 mm / 0,06383 m.
4. Diâmetro da sonda (Ds): 8,00 mm / 0,008 m.
Áreas:
Equação 02 – Área;
1. Orifício menor (1,0): 0,7854 mm² / 7,854 E-07 m².
2. Orifício maior (4,5): 15,9043 mm² / 1,5904 E-05 m².
3. Câmara (Ac): 3199,9233 mm² / 0,0032 m².
4. Sonda (As): 50,2655 mm² / 5,0265 E-05 m².
Área total da câmara (At): 
At = Ac – As.
Equação 03 – Área total;
At = 3199,9233 mm² - 50,2655 mm² = 3149,6578 mm².
At = 0,0032 m² - 5,0265 E-05 m² = 0,003150 m².
Tabelas
Tabela reduzida para o tempo de 1 em 1 segundo para o furo 1,0mm.
	Tempo (s)
	Pressão manométrica (mmH2O)
	0
	144,625
	1
	144,388
	2
	144,152
	3
	144,388
	4
	144,152
	5
	143,916
	6
	143,916
	7
	143,443
	8
	143,207
	9
	142,97
	10
	142,734
	11
	142,498
	12
	142,261
	13
	142,025
	14
	141,789
	15
	141,553
	16
	141,316
	17
	141,08
	18
	141,08
	19
	140,844
	20
	140,607
	21
	140,371
	22
	140,135
	23
	139,898
	24
	139,426
	25
	139,426
	26
	138,953
	27
	138,953
	28
	138,717
	29
	138,244
	30
	138,008
	31
	137,771
	32
	137,535
	33
	137,299
	34
	137,063
Tabela reduzida para o tempo de 1 em 1 segundo para o furo 4,5mm.
	Tempo (s)
	Pressão manométrica (mmH2O)
	0
	142,97
	1
	142,734
	2
	142,97
	3
	139,898
	4
	133,99
	5
	127,61
	6
	120,993
	7
	114,849
	8
	109,414
	9
	103,506
	10
	97,598
	11
	92,399
	12
	87,2
	13
	82,474
	14
	77,511
	15
	72,785
	16
	68,295
	17
	63,805
	18
	59,551
	19
	55,298
	20
	51,517
	21
	47,736
	22
	44,427
	23
	41,119
	24
	37,81
	25
	34,738
	26
	31,666
	27
	29,067
	28
	26,704
	29
	24,104
	30
	21,977
	31
	19,614
	32
	17,487
	33
	15,597
	34
	13,943
Gráficos
Gráfico criado com escoamento orifício de 1mm.
Figura 1 Gráfico do tubo de 1mm.
Gráfico criado com escoamento orifício de 1mm com a tabela reduzida.
Figura 2 Gráfico do orifício de 1mm com a tabela reduzida.
Gráfico criado com escoamento tubo de 4,5mm.
Figura 3 Gráfico do tubo de 4,5mm.
Gráfico criado com escoamento orifício de 4,5mm com a tabela reduzida.
Figura 4 Gráfico do orifício de 4,5mm com a tabela reduzida.
Gráfico do tempo em relação ao escoamento dos dois furos.
Figura 5 Gráfico com a relação dos 2 orifícios
Cálculos
Intervalo Δt1 para o orifício de 1mm.
T1 = 10 s.
T2 = 25 s.
Δt = T2 - T1
Equação 04 – Diferença de Tempo;
Δt = 25 s – 10 s = 15 
Δt = 15 s.
Intervalo ΔP1
P1 = 142,734 mmH2O.
P2 = 139,426 mmH2O.
ΔP = P2 - P1
Equação 05 – Diferença de pressão;
ΔP = 139,426 – 142,734 = 3,308 
ΔP = 3,308 mmH2O
ΔP = 32,44 Pa
Equação 06 – Diferença da altura do liquido;
Vazão e velocidade média
Equação 07 – Vazão;
Legenda
Q – Vazão;
A – Área da câmara;
Δx – Diferença de altura da água na câmara no intervalo de tempo;
Δt – Intervalo de tempo; 
Velocidade média
Equação 08 – Velocidade media;
Legenda
Q – Vazão;
A – Área da câmara;
V – Velocidade média de escoamento no reservatório;
Velocidade média do fluído no orifício de saída
Orifício menor (1,0): 0,7854 mm² / 7,854 E-07 m².
Intervalo Δt para o orifício de 4,5mm.
T1 = 10 s.
T2 = 25 s.
Δt2 = T2 - T1
Δt2 = 25 s – 10 s = 15 
Δt2 = 15 s
Intervalo ΔP2
P1 = 97,598 mmH2O.
P2 = 34,738 mmH2O.
ΔP2 = P2 - P1
ΔP2 = 34,738 – 97,598 = 62,86 
ΔP2 = 62,86 mmH2O
ΔP2 = 616,45 Pa
Vazão e velocidade média
Velocidade média
Velocidade média do fluído no orifício de saída
Orifício maior (4,5): 15,9043 mm² / 1,5904 E-05 m
Comparação dos dados.
Podemos observar que com uma vazão continua num certo intervalo de tempo, a velocidade de escoamento no furo menor é uma velocidade maior que a do furo maior.
Conclusões
Referencias
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/equacao-continuidade.htmhttps://www.shimizu.com.br/artigo/medicoes-de-vazao-na-industria