1ª Experiência - Determinação da vazão real no Tubo Diafragma

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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE GOIÁS
DEPARTAMENTO DE MATEMÁTICA E FÍSICA/ ENGENHARIA
CURSO: ENGENHARIA CIVIL
DISCIPLINA: LABORATÓRIO DE HIDRÁULICA
1ª Experiência: Determinação da vazão real no Tubo Diafragma
Alunos: Jennyfer Albuquerque; Kaick Barcelos; Raissa Caetano;
Goiânia, 14 de fevereiro de 2020
ÍNDICE
RESUMO
Neste experimento analisamos a capacidade de vazão teórica no tubo Diafragma utilizando o diâmetro do tubo, a norma Din com M=0,45, a gravidade adotando-a igual a 9,81 m/s², a densidade do mercúrio igual a 13,6 e a variação de altura no manômetro. Para a vazão real foi utilizado o Coeficiente de vazão do medidor igual a 0,68 m³/s, a área do tubo, a norma Din com M=0,45, a gravidade adotando-a igual a 9,81 m/s², a densidade do mercúrio igual a 13,6 e a variação de altura no manômetro.
Após deparar-se com as vazões, pode-se encontrar a velocidade com que a água se move no tubo e assim determinar o número de Reynolds e assim julgar o tubo como turbulento ou laminar. E por fim, foi feita uma comparação entre as vazões para perceber o erro entre elas. 
INTRODUÇÃO
No experimento do diafragma verificamos o valor da vazão numa determinada tubulação com manômetro em U.
Nessa tubulação é feito um orifício com diâmetro compreendido entre 30% e 80% em relação ao seu diâmetro, sendo que valores inferiores a 30% correspondem a perdas excessivas e superiores a 80% não possuem boa precisão.
A instalação desse orifício deve ser feita em trechos retilíneos horizontais ou verticais sem qualquer causa perturbadora que venha a interferir nos resultados como, derivações, conexões, registros, válvulas etc.
 Com o manômetro instalado podemos verificar a diferença de altura entre dois trechos e assim efetuar os cálculos correspondentes a vazão real.
OBJETIVO GERAL
	Pretende-se com este experimento determinar a vazão que o Tubo Diafragma possui e com isso classificá-lo como Laminar ou Turbulento. E, ao fim do experimento, calcular o erro em relação à vazão real e teórica.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
- Determinar o coeficiente de vazão fornecido pela norma DIN;
- Determinar a vazão real no tubo diafragma;
- Determinar a viscosidade cinemática da água na temperatura obtida; 
- Determinar o número de e determinar o na tabela fornecida;
- Comparar as vazões em termos de erro;
- Tirar conclusões.
MATERIAIS E MÉTODOS 
Foram utilizados como material para este experimento:
- Tubo Diafragma;
- Quadro de pressões – manômetro;
- Água;
- Régua;
- Termômetro;
- Módulo Experimental de hidráulica.
Como método usamos as seguintes fórmulas:
· Para a vazão no Tubo Diafragma:
Lembrando que:
Em que:
 vazão, em m³/s;
 = seção interna da tubulação, em m²;
aceleração gravitacional, em m/s²;
variação na altura da coluna do manômetro, em m;
densidade relativa do mercúrio, igual a 13,6.
· Número de Reynolds (Re)
Em que:
V = velocidade da água no tubo, em m/s;
D = Diâmetro do tubo, em m;
 = Viscosidade cinemática, em m²/s;
· Para a vazão real no Tubo Diafragma:
Em que:
vazão, em m³/s;
Coeficiente de vazão do medidor;
 área do orifício dado por: 
 = área do tubo;
peso específico da água.
· Dados:
- Diâmetro do tubo = 7,80;
- Valor de m = 0,45;
- 9,79 kN/m³;
- = Viscosidade cinemática determinada pelo gráfico.
Assim apresentadas as fórmulas, ligamos o tanque e o registro para o início do experimento. Com isso, averiguamos a diferença de altura do manômetro para obter o , e assim conseguir a vazão no tubo diafragma.
Com a vazão do tubo diafragma é possível adquirir a velocidade com que essa água escoa, por conseguinte o número de Reynolds e a viscosidade.
RESULTADOS
2
K = 0,67
m = Norma DIN = 0,45
D = 7,8 cm
	T(ºF)
	 (ft²/s)
	80
	0,93
	83
	
	90
	0,826
Rey = 81 10³ = 0,8 
ANÁLISE DOS RESULTADOS
· Diferença de altura no tubo manométrico: foi preciso encontrar a diferença de altura no tubo manométrico para se calcular tanto a vazão teórica como a vazão real.
· Cálculo da área da tubulação: foi preciso calcular a da tubulação para se calcular as vazões.
· Cálculo da vazão teórica: após descobrir a diferença de altura no tubo manométrico e a área da tubulação, foi calculado a vazão teórica.
· Cálculo da velocidade do fluido: após o cálculo da vazão teórica, podemos calcular a velocidade do fluido na tubulação.
· Cálculo da viscosidade cinemática do fluido: foi necessário fazer uma interpolação para descobrir a viscosidade cinemático da fluido na temperatura que se encontrava, pois, tal temperatura não tinha seu valor de viscosidade cinemática tabelado.
· Cálculo no número de Reynolds: com os valares já calculados, conseguimos calcular o número de Reynolds, dessa conseguimos definir o Cq pela tabela.
· Cálculo da vazão real: com o Cq encontrado na tabela conseguimos calcular a vazão real.
· Erro percentual: após os cálculos das vazões, verificamos o erro percentual da vazão teórica em relação a vazão real.
CONCLUSÕES
Concluímos que quando maior a perda de carga de uma tubulação, maior o erro percentual.
SUGESTÕES
BIBLIOGRAFIA
http://mbmonografiafkqy.scientelamerica.com/relaturio-hidrbulica-vazgo-tubo-diafragma-96lurano8018.html