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EXPERIMENTO5-HIDRAULICA EXPERIMENTAL

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Universidade Federal de Campina Grande -UFCG 
Centro de Tecnologia e Recursos Naturais - CTRN 
Unidade Acadêmica de Engenharia Civil- UAEC 
Disciplina: Hidráulica Experimental 
Período: 2020.1e Turma: 01 Data: 16/04/2021 
 
Experimento 5: Sifões 
 
 
 
 
Condições de funcionamento: 
 
1) 𝑽 = (𝟐𝒈(𝑯 − 𝒉𝑨𝑩))
𝟎,𝟓 
 
2) H1 < pa/ – pc/ – hAC 
 
3) H2 < pa/ – pc/ + hCB 
 
 
 
V – Velocidade na tubulação do sifão 
H – Desnível entre o nível de água no reservatório e a boca de saída do sifão 
H1 – desnível entre o vértice e o nível de água no reservatório 
H2 – desnível entre o vértice e a boca de saída do sifão 
hAB – perda de carga total no sifão 
hAC – perda de carga no ramo ascendente do sifão 
hCB – perda de carga no ramo descendente do sifão 
pa/ – pressão atmosférica local 
pc/ – pressão no vértice do sifão 
L – Comprimento do sifão 
 
Dados coletados: 
 
 
D – Diâmetro do sifão = 25,4 mm ou 1” H1 = 340 mm 
Temperatura da água 25°C 
 
Seja o volume dado por: 
𝑽 = 𝟕𝟕𝟐 + 𝟏𝟔𝟓, 𝟒𝒉 
 
Para 𝒉 = 𝟑𝟐, 𝟕 𝒄𝒎 𝑽 = 𝟔𝟏𝟖𝟎, 𝟓𝟖 𝒎𝑳 = 𝟔, 𝟏𝟖 ∙ 𝟏𝟎−𝟑 𝒎𝟑 
Para 𝒉 = 𝟐𝟗, 𝟓 𝒄𝒎 𝑽 = 𝟓𝟔𝟓𝟏, 𝟑 𝒎𝑳 = 𝟓, 𝟔𝟓 ∙ 𝟏𝟎−𝟑 𝒎𝟑 
𝑽𝒎 = 𝟓, 𝟗𝟐 ∙ 𝟏𝟎
−𝟑 𝒎𝟑 
 
Para 𝒉 = 𝟐𝟓, 𝟐 𝒄𝒎 𝑽 = 𝟒𝟗𝟒𝟎, 𝟎𝟖 𝒎𝑳 = 𝟒, 𝟗𝟒 ∙ 𝟏𝟎−𝟑 𝒎𝟑 
Para 𝒉 = 𝟐𝟓, 𝟏 𝒄𝒎 𝑽 = 𝟒𝟗𝟐𝟑, 𝟓𝟒 𝒎𝑳 = 𝟒, 𝟗𝟐 ∙ 𝟏𝟎−𝟑 𝒎𝟑 
𝑽𝒎 = 𝟒, 𝟗𝟑 ∙ 𝟏𝟎
−𝟑 𝒎𝟑 
 
Para 𝒉 = 𝟐𝟎, 𝟒 𝒄𝒎 𝑽 = 𝟒𝟏𝟒𝟔, 𝟏𝟔 𝒎𝑳 = 𝟒, 𝟏𝟓 ∙ 𝟏𝟎−𝟑 𝒎𝟑 
Para 𝒉 = 𝟐𝟎, 𝟓 𝒄𝒎 𝑽 = 𝟒𝟏𝟔𝟐, 𝟕 𝒎𝑳 = 𝟒, 𝟏𝟔 ∙ 𝟏𝟎−𝟑 𝒎𝟑 
𝑽𝒎 = 𝟒, 𝟏𝟔 ∙ 𝟏𝟎
−𝟑 𝒎𝟑 
 
No relatório devem ser respondidas as questões solicitadas abaixo. 
 
1. Calcular a vazão em um sifão para três desníveis entre o nível de água no 
reservatório e a boca de saída do sifão; 
 
Seja: 
𝑸 =
𝑽𝒎
𝒕
 
Para o sifão longo: 
 
𝑸 = 𝟏, 𝟏𝟖 ∙ 𝟏𝟎−𝟑 𝒎𝟑 𝒔⁄ 
 
Para o sifão intermediário: 
 
𝑸 = 𝟎, 𝟗𝟖 ∙ 𝟏𝟎−𝟑 𝒎𝟑 𝒔⁄ 
Para o sifão curto: 
 
Sifão L (m) H (m) h recipiente (cm) Volume (10 -3 m3) Tempo (s) Q (m3/s) 
Longo 2,67 1,67 32,7 29,5 6,18 5,65 5 1,18 ∙ 10−3 
Interm 2,36 1,36 25,2 25,1 4,94 4,92 5 0,98 ∙ 10−3 
Curto 1,85 0,85 20,4 20,5 4,15 4,16 5 0,83 ∙ 10−3 
𝑸 = 𝟎, 𝟖𝟑 ∙ 𝟏𝟎−𝟑 𝒎𝟑 𝒔⁄ 
 
2. Calcular as respectivas velocidades de escoamento; 
 
Seja: 
V = [2g (H – hAB ) ] 0,5 
 
 
Para o sifão longo: 
 
V = [2*9,81(1,67 – ((
𝟑𝟐,𝟕+𝟐𝟗,𝟓
𝟐
) ∗ 𝟎, 𝟎𝟏) ) ] 0,5 
V = 5,157 m/s 
 
 
Para o sifão intermediário: 
 
V = [2*9,81(1,36 – ((
𝟐𝟓,𝟐+𝟐𝟓,𝟏
𝟐
) ∗ 𝟎, 𝟎𝟏) ) ] 0,5 
V = 4,656 m/s 
 
Para o sifão curto: 
 
V = [2*9,81(0,85 – ((
𝟐𝟎,𝟒+𝟐𝟎,𝟓
𝟐
) ∗ 𝟎, 𝟎𝟏) ) ] 0,5 
V = 3,558 m/s 
 
3. Calcular a perda de carga total no sifão; 
 
Utilizando as equações abaixo, temos: 
 
ʌ𝒉 = 𝒇 ∗
𝑳
𝑫
𝒗𝟐
𝟐𝒈
 
 
𝒇 =
𝟎, 𝟐𝟓
(𝐥𝐨𝐠 (
𝓮
𝟑, 𝟕𝑫 +
𝟓, 𝟕𝟒
𝑹𝒆𝟎,𝟗
))
𝟐 
 
𝑹𝒆 =
𝑽𝑫
𝒗
 
Sifão longo: 
 
𝑹𝒆 =
𝑽𝑫
𝒗
=
𝟓, 𝟏𝟓𝟕 ∗ 𝟐𝟓, 𝟒 ∗ 𝟏𝟎−𝟑
𝟏𝟎−𝟔
= 𝟏𝟑𝟎𝟗𝟖𝟕, 𝟔 
 
𝒇 =
𝟎, 𝟐𝟓
(𝐥𝐨𝐠 (
𝟎, 𝟎𝟏
𝟑, 𝟕 ∗ 𝟐𝟓, 𝟒 ∗ 𝟏𝟎−𝟑
+
𝟓, 𝟕𝟒
𝟏𝟑𝟎𝟗𝟖𝟕, 𝟔𝟎,𝟗
))
𝟐 = 𝟎, 𝟐𝟔𝟒 
 
ʌ𝒉 = 𝟎, 𝟐𝟔𝟒 ∗
𝟐, 𝟔𝟕
𝟐𝟓, 𝟒 ∗ 𝟏𝟎−𝟑
𝟓, 𝟏𝟓𝟕𝟐
𝟐 ∗ 𝟗, 𝟖𝟏
= 𝟑𝟕, 𝟔𝟔 𝒎 
 
 Sifão intermediário: 
 
𝑹𝒆 =
𝑽𝑫
𝒗
=
𝟒, 𝟔𝟓𝟔 ∗ 𝟐𝟓, 𝟒 ∗ 𝟏𝟎−𝟑
𝟏𝟎−𝟔
= 𝟏𝟏𝟖𝟐𝟔𝟐, 𝟒 
 
𝒇 =
𝟎, 𝟐𝟓
(𝐥𝐨𝐠 (
𝟎, 𝟎𝟏
𝟑, 𝟕 ∗ 𝟐𝟓, 𝟒 ∗ 𝟏𝟎−𝟑
+
𝟓, 𝟕𝟒
𝟏𝟏𝟖𝟐𝟔𝟐, 𝟒𝟎,𝟗
))
𝟐 = 𝟎, 𝟐𝟔𝟒 
 
ʌ𝒉 = 𝟎, 𝟐𝟔𝟒 ∗
𝟐, 𝟑𝟔
𝟐𝟓, 𝟒 ∗ 𝟏𝟎−𝟑
𝟒, 𝟔𝟓𝟔𝟐
𝟐 ∗ 𝟗, 𝟖𝟏
= 𝟐𝟕, 𝟏𝟓 𝒎 
 
 
Sifão curto: 
𝑹𝒆 =
𝑽𝑫
𝒗
=
𝟑, 𝟓𝟓𝟖 ∗ 𝟐𝟓, 𝟒 ∗ 𝟏𝟎−𝟑
𝟏𝟎−𝟔
= 𝟗𝟎𝟑𝟕𝟑, 𝟐 
 
𝒇 =
𝟎, 𝟐𝟓
(𝐥𝐨𝐠 (
𝟎, 𝟎𝟏
𝟑, 𝟕 ∗ 𝟐𝟓, 𝟒 ∗ 𝟏𝟎−𝟑
+
𝟓, 𝟕𝟒
𝟗𝟎𝟑𝟕𝟑, 𝟐𝟎,𝟗
))
𝟐 = 𝟎, 𝟐𝟔𝟒 
 
ʌ𝒉 = 𝟎, 𝟐𝟔𝟒 ∗
𝟏, 𝟖𝟓
𝟐𝟓, 𝟒 ∗ 𝟏𝟎−𝟑
𝟑, 𝟓𝟓𝟖𝟐
𝟐 ∗ 𝟗, 𝟖𝟏
= 𝟏𝟐, 𝟒𝟏 𝒎 
 
 
4. Verificar os valores das grandezas calculadas comparando-os entre as situações 
de sifão longo, intermediário e curto. Explicar, detalhadamente, as razões pelas 
quais os valores assim se comportam. 
Variáveis calculadas: 
 
Sifão Vazão (m3/s) Velocidade 
(m/s) 
H2 (m) hAB (m) 
 Longo 1,18 ∙ 10−3 5,157 2,01 0,311 
Interm 0,98 ∙ 10−3 4,656 1,7 0,252 
Curto 0,83 ∙ 10−3 3,558 1,19 0,204 
 
 
 Sabemos que quanto menor é o comprimento do sifão menor é a vazão, como visto 
na tabela acima. Porém, o sifão com maior comprimento possui uma maior perda de 
carga, devido a apresentar uma maior área de contato entre o fluido e a superfície de 
escoamento.