HIDRÁULICA GERAL PRÁTICA N 3. 1) TEMA: Calibração de medidores de vazão de tipo orifício.

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Pedro Ricardo Martinho Penha
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1 3 HIDRÁULICA GERAL PRÁTICA N 3 ) TEMA: Calibração de medidores de vazão de tipo orifício ) OBJETIOS: Introdução de métodos de medidas de vazão com medidores do tipo orifício e sua calibração 3) FUNDAMENTOS: Os medidores de vazão do tipo orifício são constituídos por contração na seção de escoamento, de modo a produzir uma variação de pressão estática como conseqüência do aumento da velocidade CALIBRAÇÃO segundo Aurélio Buarque de Holanda: Operação em que se estabelece correspondência entre as leituras de um instrumento e valores de uma grandeza física que é medida direta ou indiretamente pelo instrumento A Figura mostra os tipos de medidores: Figura DIAFRAGMA ENTURI BOCAL A A A S S Supondo-se um medidor desse tipo com diâmetro do orifício d, inserido em uma tubulação de diâmetro D, conforme esquema do diafragma mostrado na Figura Aplicando-se o teorema de Bernoulli, tomando-se como nível de referência o próprio eixo do tubo, vem: p p = g g p p = g g p p =

2 g p p = ( - ) () (Z) energia de posição (p) energia de pressão, piezocarga () velocidade, energia cinética Pelo princípio da continuidade, tem-se: Q = Q S = S para velocidade média S = S = d D d D m () Levando-se () em (), vem: = m g( p p ) Porém, Q = e daí virá: Q = m g( p p ) Devido às perdas não computadas na aplicação do Teorema de Bernoulli, ao fato do fluido não ser um fluido perfeito e finalmente de haver uma contração na veia fluida após a redução de seção, tem-se que introduzir um coeficiente corretivo K na expressão da vazão, e então: Q = K m g( p p ) K Fazendo-se = C q = coeficiente de azão; e p p h( ) m na equação acima, virá: Q = C q gh( ) Q = C q g h( ) (3)

3 5 Observação: Cq é função das características geométricas do aparelho e do n de Reynolds (pág 93 do Eurico Trindade) ONDE: peso específico do líquido em escoamento; peso específico do fluido manométrico; S área da seção contraída do diafragma Se, para um determinado ensaio mede-se h (manômetro) e por um processo qualquer a vazão Q (por exemplo volumetricamente), pode-se determinar Cq ao se explicitar seu valor na Equação (3) Pode-se também associar o valor do número de Reynolds a cada um dos ALORES DE AZÃO ENSAIADOS Assim tem-se, para cada ensaio, o par ordenado (C q, R e ), que traçados em papel semilogarítmico fornece a chamada CURA DE CALIBRAÇÃO DO MEDIDOR As normas Alemãs DIN apresentam várias dessas Curvas de Calibração, obtidas para medidores com diversos valores de m É importante ressaltar que ao se traçar as CURAS DE CALIBRAÇÃO de um medidor com determinado valor de m e para um determinado fluido, dificilmente encontram-se os pontos exatos das curvas da norma, pois esta representa UMA CURA MÉDIA obtida através de vários experimentos nos quais ensaiou-se uma grande faixa de vazões e vários fluidos Entretanto, o erro obtido quando se usa a curva da norma é pequeno em termos percentuais, especialmente no ramo horizontal da curva DE QUALQUER MANEIRA OS MELHORES RESULTADOS SÃO OBTIDOS QUANDO SE TRAÇA A CURA DO MEDIDOR EM USO, OBJETIO DESTA AULA PRÁTICA Bibliografia: Neto, A; Manual de Hidráulica; 7 a edição, ol II, pág 75 Streeter, ; Mec dos Fluidos; 7 a edição pág 367

4 6 PRÁTICA: Determinar os pontos das curvas de Calibração do Diafragma e Tubo de enturi de diâmetro 5, mm e comparar os resultados com as curvas da norma DIN (gráfico R e x Cq) 3 6 T ( C) ( Kgf / m ) (0 m / s) água água 5 999,, 0 998,, , 0,9

5 7 DIAFRAGMA Temp: C Hg = Kgf/m³ H o = Kgf/m³ S = 0,003 m² S = 0,0005 m² = m²/s Medição Cálculo olumétrico da azão olume (l) Tempo (s) azão (l/s) Diferença de pressão entre seção plena e seção contraída do Diafragma (Manôm # ) hs (m) hi (m) h (m) elocidade = Q/S (m/s) REYNOLDS D R e (adimensional) C q Coeficiente de azão S Q gh

6 8 TUBO DE ENTURI Temp: C Hg = Kgf/m³ H o = Kgf/m³ S = 0,003 m² S = 0,0005 m² = m²/s Medição Cálculo olumétrico da azão olume (l) Tempo (s) azão (l/s) Diferença de pressão entre seção plena e seção contraída do Diafragma (Manôm # ) hs (m) hi (m) h (m) elocidade = Q/S (m/s) REYNOLDS D R e (adimensional) C q Coeficiente de azão S Q gh

7 Coef de azão (Cq) Coef de azão (Cq) 9 Norma DIN (DIAFRAGMA) 0,705 0,7 0,695 0,69 0,685 0,68 0,675 0, Número de Reynolds (Re) Norma DIN (ENTURI),06,06,058,056,05,05,05,08, Número de Reynolds (Re)

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