HGP Prática 4 10/5/ HIDRÁULICA GERAL PRÁTICA N 4 1) TEMA: Medida de vazão através de medidores do tipo orifício.

Transcrição

1 HGP Prática 4 10/5/016 0 HIRÁULICA GERAL PRÁTICA N 4 1) TEMA: Medida de vazão através de medidores do tipo orifício. ) OBJETIVOS: Medir vazões em condutos forçados por onde escoam fluidos usando-se as curvas de calibração dos medidores tipo orifício. 3) FUNAMENTOS: O MOELO de vazão desenvolvido na aula anterior para medidores do tipo orifício assim se expressa: Q =. S. g h.( 1) (1) Q Vazão (m³/s); g Aceleração da gravidade (m/s²); Coeficiente de vazão (adimensional); S Área da seção do medidor (m²); h 1 iferença de altura do líquido manométrico correspondente às pressões estáticas tomadas nas seções plena e contraída do medidor (m); Peso específico do líquido manométrico (kgf/m³); 1 Peso específico do líquido que escoa (kgf/m³); A obtenção da vazão através da aplicação da expressão acima leva-nos a uma aparente indeterminação, visto que Q é função de, que por sua vez depende de que é função de V, a qual, em última análise, é função de Q. O uso da curva de calibração associado à medição do iterativo convergente resolve o problema da seguinte forma: h e a um cálculo 1 Admite-se um valor de Re 1 qualquer, dentro dos limites da curva de calibração obtida; Na curva de calibração quantifica-se o valor de Cq 1 correspondente a Re 1 ; 3 Com Cq 1 e h, calcula-se pela o valor da vazão Q 1 (Fórmula 1) em primeira aproximação; 4 Com o valor de Q 1 determina-se o novo Re (e Cq ) utilizando-se a equação que segue: Re = Q. 4. Q. 4. Q S Reinicia-se o processo iterativo anterior para novo valor de Q, até que se obtenham seguidamente dois valores de Q com diferença desprezível.

2 HGP Prática 4 10/5/ ) BIBLIOGRAFIA Neto, A.; Manual de Hidráulica; 7 a edição, Vol.II, pág Streeter, ; Mecânica dos Fluidos. Wyle, E. B.; 7 a edição, pág ) PRÁTICA I Medida de vazão usando-se medidor orifício tipo IAFRAGMA: a) Colocar o tubo liso equipado com IAFRAGMA em carga escoando uma vazão qualquer. b) Medir a vazão usando-se as curvas Cq x Re obtida na aula anterior e da NORMA IN. II Medida de vazão usando-se medidor tipo VENTURI: a) Idem, para a tubulação equipada com medidor VENTURI. b) Idem. 6) OBSERVAÇÕES, COMENTÁRIOS, CONCLUSÕES: a) Calcular a diferença percentual entre os valores das vazões obtidas respectivamente com os dois medidores e seus correspondentes valores obtidos volumetricamente. b) Considerar o que consta no manual de Hidráulica do Prof. Azevedo Neto, em sua 7 a edição, Vol.II, pág.17, cap. 13, itens 13.7 e 13.8, com a seguinte transcrição: 13.7 Aproximação dos cálculos hidráulicos: Na maioria dos cálculos de hidrodinâmica, a segurança nos resultados não abrange mais do que três algarismos significativos. Essa é, pois a aproximação a que se deve chegar nos cálculos, o que possibilita o uso generalizado de ábacos e réguas de cálculo Comparação de resultados: Para se ter uma idéia da variação que pode ocorrer nos resultados, de acordo, com as diversas fórmulas mais comumente empregadas, serão admitidos os seguintes dados: = 0,45 m J = 0,0038 m/m

3 HGP Prática 4 10/5/016 Ao se calcular a vazão para tubos de ferro fundido encontra-se: Fórmula de arcy...14 l/s Fórmula Universal l/s ( f = 0,035) Fórmula de Hazen-Willians l/s (C=100) Fórmula de Flamant...0 l/s Adotando-se, para efeito de comparação, a fórmula de Hazen-Willians como a que mais corresponde ao valor, têm-se as seguintes diferenças percentuais: Fórmula de arcy...85% Fórmula Universal...94% Fórmula de Flamant...1% c) Convém, no entanto, ressalvar que os percentuais apresentados na citação anterior referem-se, como expresso no próprio título. Aproximações nos cálculos hidráulicos, as previsões a serem obtidas na fase de projeto. Tratando-se, todavia, como nesse caso, de pura medição de vazão, é de se esperar maior exatidão, como deve comprovar os resultados obtidos nesse trabalho. A referência serve, no entanto, para ilustrar o caminho do bom senso quando se avalia vazões, principalmente nos casos mais comuns de adutoras e redes de distribuição de água, sendo suficiente a aproximação com três algarismos significativos. OBSERVAÇÕES: 1) Fórmula de arcy: (Eurico Trindade, pp0/09) 4bV 64bQ J Onde: 5 b Tubo Novo 0, e 0, Tubo Usado 0, e 0, ) Fórmula de arcy-weisbach: (UNIVERSAL) J V f. g 3) Fórmula de Flamant: V J 0,0009 1,75 1,5 4) Fórmula de Hazen-Willians: 1,85 10,643 Q J (Valores de C A. Neto, p.189 Vol. 1) 4,87 1,85 C t ( o C) 3 6 ( Kgf / m ) (10 m / s) água água ,1 1, , 1, ,1 0,90

4 HGP Prática 4 10/5/016 3 t = C Hg = H O = TUBO = 0,038 m = ÁGUA diafrag // venturi. = 5,4 mm S 1( TUBO ) =0, m² S ( diafrag. // venturi) = 0,00051 m² m = 0,45 TUBO EQUIPAO COM IAFRAGMA iafragma Manômetro N H s (m) H i (m) H (m) 4Q C S 1 g H 1 Q q VOLUME (m³) TEMPO (s) VAZÃO (m³/s)

5 HGP Prática 4 10/5/016 4 t = C Hg = H O = TUBO = 0,038 m = m /s ÁGUA diafrag // venturi. = 5,4 mm S 1( TUBO ) = 0, m² S ( diafrag. // venturi) = 0,00051 m² m = 0,45 TUBO EQUIPAO COM VENTURI iafragma Manômetro N H s (m) H i (m) H (m) 4Q C S 1 g H 1 Q VOLUME q (m³) TEMPO (s) VAZÃO (m³/s)