Medição de Vazão de Água e Óleo

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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA
DO TRIÂNGULO MINEIRO – CAMPUS ITUIUTABA
CURSO TÉCNICO EM QUÍMICA
DISCIPLINA: OPERAÇÕES UNITÁRIAS
PRÁTICA 02
TEMA: VAZÃO
Guilherme Marques Marcelino
Letícia Gonçalves Franco
Maria Luísa Gomfran Domingues
Rhauender Mota Silva
Prof. Sabrina Dias Ribeiro
Ituiutaba - MG 
04/07/2019
SUMÁRIO
1.	INTRODUÇÃO	2
2.	OBJETIVO	4
3.	PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL	5
4.	RESULTADOS E DISCUSSÕES	6
5.	CONCLUSÃO	8
6.	REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS	9
1. INTRODUÇÃO 
1.1 Vazão
Conceitua-se vazão como sendo a quantidade volumétrica ou mássica de um determinado fluido que escoa através de uma seção de uma tubulação ou canal por uma certa unidade de tempo. Pode ser relacionada ao volume, massa e número de mols. [1]
· Vazão Volumétrica: quantidade em volume que escoa através de certa secção em um intervalo de tempo considerado. As unidades volumétricas mais comuns são: m3/s, m3/h, l/h, l/min, GPM (galões por minuto), entre outras.
 onde, V = volume, t = tempo, Q = vazão volumétrica.
	Qm = m/t
· Vazão mássica: quantidade em massa de um fluido que escoa através de certa secção em um intervalo de tempo considerado. As unidades de vazão mássica mais utilizadas são: kg/s, kg/h, t/h e lb/h.
 onde, m = massa, t = tempo, Qm = vazão mássica 
A densidade e a vazão são itens que estão relacionados entre si. A densidade é a massa por unidade de volume de uma substância e seu cálculo é feito pela divisão da massa do objeto por seu volume, isto é, a densidade existe para determinar a quantidade de matéria que está presente em uma determinada unidade de volume. A densidade dos sólidos e líquidos é expressa em gramas por centímetro cúbico (g/cm3) [2], e pode-se citar como exemplos mais comuns a densidade da água, 1 g/cm3, e do óleo, 0,9 g/cm3, utilizados no experimento a seguir.
1.2 Medição da Vazão
Para medir essa vazão precisamos determinar a quantidade de líquidos, gases e sólidos que irão passar por um determinado local na unidade de tempo, pode-se incluir também instrumentos que apontam a quantidade total movimentada, num intervalo de tempo [3]. 
O medidor de vazão é um instrumento usado para medir a taxa de vazão, linear ou não linear, da massa ou do volume de um líquido ou um gás. Ao escolher um medidor de vazão, devem ser considerados fatores intangíveis como a familiarização dos trabalhadores e sua experiência com calibração e manutenção, a disponibilidade de peças de reposição e o intervalo médio do histórico das falhas, entre outros, na unidade específica [4].
1.3 Medida da velocidade dos fluidos
As grandezas associadas à medição do escoamento em fluidos são a taxa de massa por unidade de tempo m ou ZM e de volume por unidade de tempo Q ou ZV. A taxa ou vazão volumétrica é dado por:
ZV = V x A
Onde V é o vetor velocidade, em m s-1, e A é o vetor área orientada, em m2 . A vazão volumétrica é expressa no SI em m3 s-1, e é comum encontrar l/s, l/h, cm3 min-1, etc. As unidades inglesas mais comuns são ft3 min-1, in3 s-1, Gal h-1, entre várias outras.
A taxa de massa ou vazão mássica, considerando o produto do vetor velocidade V pela área orientada A (ZV) é dada por: 
ZM = ZV x ρ 
Onde ρ é a massa específica, em kg m-3. A unidade no SI para a vazão mássica é kg s-1, mas também encontramos seus múltiplos e submúltiplos, como g s-1, ton h-1 ou kg min-1. As unidades inglesas mais comuns são lbm ft-3, lbm in-3, entre várias outras [5].
2. OBJETIVO
Verificar a vazão da água e do óleo armazenado no barrilete do laboratório.
3. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
3.1 Com o auxílio de um paquímetro, mediu-se o diâmetro das torneiras dos barriletes de água e de óleo utilizados e anotou-se o resultado;
3.2 Aferiu-se a temperatura da água contida no barrilete e anotou-se o valor;
3.3 Cronometrou-se 10 segundos e girou-se a torneira até o traço marcado na mesma;
3.4 Deixou-se a água escoar em um béquer de 1000 mL por 10 segundos;
3.5 Fechou-se a torneira e transferiu-se a água para uma proveta de 500 mL;
3.6 Anotou-se o valor obtido;
3.7 A água foi retornada ao barrilete e repetiu-se o processo mais duas vezes;
3.8 Anotou-se os valores obtidos;
3.9 Utilizando-se um béquer e uma proveta de 100 mL, repetiu-se o experimento com o óleo;
3.10 Com os valores aferido, preencheu-se a Tabela 1 do procedimento experimental.
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES
Foi obtido valores diferentes nos três experimentos tanto da água quanto do óleo. Pode-se observar uma grande diferença entre o volume de água e de óleo, fato que se justifica por suas densidades serem diferentes (água – 1 g cm-3 e óleo – cerca de 0,8 g cm-3). Devido ao diferente volume escolado, também há uma grande variação na vazão onde a vazão média da água é de 3,05x10-5 m3 s-1 e do óleo é de 4x10-6 m3 s-1. Os dados apresentados estão na presentes na tabela 1. 
Para chega-se aos resultados foram necessárias os seguintes cálculos: 
1- Cálculo de mL para L.
1000 mL ------ 1 L
 Y mL ------ X L 
2- Cálculo de Vazão Volumétrica, que se dá pela fórmula: 
Zv= Volume / Tempo.
3- Cálculo de L/s para m3/s. 
1000 L ----- 1 m3
 X L ----- Y m3
TABELA 1: VALORES RALACIONADOS COM VAZÃO E DENSIDADE
	Experimento
	Volume da água (mL)
	Vazão (m3s-1)
	Volume do óleo (mL)
	Vazão (m3s-1)
	1
	300 mL
	3,00x10-5 m3s-1
	42 mL
	4,2x10-6 m3s-1
	2
	310 mL
	3,10x10-5 m3s-1
	39 mL
	3,9x10-6 m3s-1
	3
	305 mL
	3,05x10-5 m3s-1
	38 mL
	3,8x10-6 m3s-1
	Média
	305 mL
	3,05x10-5 m3s-1
	40 mL
	4x10-6 m3s-1
	Desvio padrão
	4,08 mL
	4,08x10-7 m3s-1
	1,7 mL
	1,7x10-7 m3s-1
Fonte: Os autores
5.1 Exercícios Propostos 
a) Pelo óleo ser um liquido mais denso que a água, isso acaba afetando imensamente os valores das vazões. A água enquanto isso, é um liquido muito menos denso que o óleo, acabando por sua vez tendo uma mobilidade maior. 
b) Um fluido em um sistema de escoamento passa por, tubos, válvulas, conexões. Esse fluido pode sofrer influencia das paredes e dos obstáculos em seu interior, ocorrendo uma perde de energia sempre que o fluido passa de um ponto a outro na tubulação. A densidade citado no exercício acima, também e um grande fator que pode mudar nas vazões. A água e o óleo são exemplos do assunto, onde água e menos densa que o óleo e assim reciprocamente [6]. 
c) MÉDIA:
300ml- 0,3/10s= 0,03m3/s
305ml- 0,305/10s= 0,0305l/s 3,05x10-5m3/s 
Zm= d.Zv
Zm= 1000kg/m3.3,05x10-5m3/s 0,0305kg/s 
MOLAR:
30,5g	Xmol
18g	1mol
X= 1,7 mol 
5. CONCLUSÃO
Ao efetuar a vazão da água e do óleo, ambos em um intervalo de tempo de 10 segundos, é perceptível a variação de valores do volume e da vazão. Tal fator foi desencadeado pela variedade de velocidade na abertura e fechamento da torneira e também na contagem equivocada do tempo. Isto pode efetuar vários erros no decorrer do procedimento e prejudicar os resultados finais (como ocorrido).
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
 [1] ORELLANA, Evaristo; CASSIOLATO, Césear. (2010) - Medição de vazão. Disponível em: <http://www.smar.com/newsletter/marketing/index40.html>. Acesso em 29 de junho de 2019.
[2] LUCAS, Natalia; ROCHA, Adriano; BARROS, Caio; SOUZA, Camilla; BUFFA, Elaine; SILVA, Elene. Densidade dos líquidos – Ciência Mão. Disponível em: <http://www.cienciamao.usp.br/tudo/exibir.php?midia=lcn&cod=_densidadedosliquidos>. Acesso em 1 de julho de 2019.
[3] O que é um Medidor de Vazão e seus Tipos. OmegaTM. Disponível em: <https://br.omega.com/prodinfo/o-que-e-um-medidor-de-vazao.html>. Acesso em 2 de julho de 2019.
[4] Medidores de Vazão. OmegaTM. Disponível em: <https://br.omega.com/prodinfo/medidores-de-vazao.html>. Acesso em 2 de julho de 2019.
[5] SCHNEIDER, Paulo. Medição de Velocidade e Vazão de Fluidos. Universidade Federal do Rio Grande do Sul Escola de Engenharia Engenharia Mecânica Energia e Fenômenos de Transporte. Setembro de 2000; Revisado 2003-1; 2005-1; 2007-2; 2009-2, 2011-2 Porto Alegre - RS – Brasil.
[6] RIBEIRO, Cristina; MARTINS, Aryane; JACOB, Déborah; MAGALHÃES, Laura;ALVES, Layla. Perdas de cargas distribuídas e localizadas. Relatório de Aula Prática Apresentado à Disciplina de “Laboratório de Fenômenos de Transporte”. Universidade Federal de Viçosa – Campus Florestal. Setembro de 2017; Florestal – Minas Gerais.