Experiência II: Medidores de Vazão Relatório de Laboratório de Mecânica dos Fluidos I
Alunas: Patricia Bassili Mat.: 0720268 Sarah arah rau rau!o !o Mat": 07#2$%8 Professor: &os' ()breu
Rio de &aneiro* 0+ de Maio de 20##
RESUMO O tubo de Venturi é um aparato para medir a velocidade do escoamento e a vazão de um líquido incompressível através da variação da pressão durante a passagem deste líquido por um tubo de seção mais larga e depois por outro de seção mais estreita. Este efeito é explicado pelo princípio de Bernoulli e no princípio da continuidade da massa. e um fluxo fluido é constante! mas a secção diminui necessariamente velocidade aumenta. "ara o teorema a conservação da energia se a energia cinética aumenta! a energia determinada pelo valor da pressão diminui necessariamente.
. O!"E#IVO , ob!eti-o desta e./erincia ' atra-'s de u1 lete de corante de /er1an3anato de /ot4ssio caracteri5ar os re3i1es de escoa1ento e deter1inar o n1ero de Renolds crtico /ara essa situa9o"
$. I%#RO&U'(O O #ubo Venturi combina dentro de uma unidade! uma curta garganta cilíndrica entre duas seç$es c%nicas de maior di&metro! sendo a primeira convergente e a segunda divergente. "referencialmente utilizado em posição 'orizontal e instalado em série com a tubulação. (os tubos Venturi o diferencial de pressão é provocado pelo acréscimo de velocidade quando o fluido atravessa uma seção de di&metro reduzido em relação a uma seção de montante. )plicaç$es* +edição de vazão em instalaç$es ind,striais -tratamento de gua! condução de gases e • produtos corrosivos/0 •
1uncionamento 'idrulico da irrigação na agricultura0
•
+edição de ar de combustão de caldeiras0
•
2tilizado em laborat3rio para calibração de instrumentos.
Vantagens* )presenta grande precisão quando corretamente dimensionado • ex* na irrigação mel'ora o mane4o e monitora o rendimento das bombas 5onstrução simples! não possuindo partes m3veis e com funcionamento de fcil • entendimento0 •
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(ão são caros comparado a outros tipos de medidores de vazão0 +el'or medidor de vazão e fluidos não possuindo obstculos a passagem do mesmo
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6urabilidade e baixa perda de carga
6esvantagens* )mplitude de medição menor que outros tipos de medidores0 • •
•
(ecessidade de trec'os compridos e tubulação para montagem0 "recisão menos que a de medidores mais modernos
O principio de Bernoulli diz que um fluido dentro de um tubo tem sempre a mesma vazão independente da variação do di&metro do tubo. ) vazão sendo a mesma implica que a velocidade e a pressão do fluido dentro do tudo variam com o di&metro do tubo. (otemos que em virtude do principio de conservação da massa teremos a seguinte relação entre as reas das seç$es de passagem normais )7 e )8 e as respectivas velocidades V7 e V8. V7)79V8)8 "or outro lado atendendo! : id;ntica altura geométrica a que se verifica o escoamento! no dispositivo! a equação de Bernoulli reduz
8?"8>@ 9 V7=>8?"7>@ endo assim a velocidade do tubo no ponto de maior di&metro é*
v79 sqrt -8.A">[email protected])7>)8/=<7// Expressão esta que caracteriza a velocidade do escoamento em termos do quociente das reas de passagem nas seç$es 7 e 8 e da diferença de pressão esttica que aí se verifica que na região estreita a velocidade v é maior sendo portanto menor a pressão.
1igura 7* Venturi.
5ombinando as duas equaç$es acima! escrevendo a diferença de pressão em termos da diferença de altura das colunas do man%metro e resolvendo para a vazão volumétrica 9 V8.)8*
-C/ ) equação anterior descreve a vazão te3rica! que é diferente da vazão real por diversos fatores* <) rea do escoamento real na seção 8 pode ser menor que a rea geométrica da seção0
D 9 5d x # O 5oeficiente de 6escarga varia com o n,mero de Denolds do escoamento e é fornecido pelo fabricante ou deve ser medido experimentalmente antes do medidor ser colocado em operação
). PRO*E&IME%#O E RESU+#A&OS
Inicial1ente* usando u1 tubo de ;enturi u.o* e 1edir as /ress=es atra-'s de u1 1edidor de /resso e1 11?3" , tubo de ;enturi utili5ado te1 as se3uintes caractersticas: (# 0*0$ @ 2 1 (2 0*0# @ 6 1
# @ 2 @
1 8*0+A0+ C 1 2*0#A0+ C
, >u.o
A./erin cia # 2 $ + N 6 7 8
; D1HE 0*0+ N 0*0+ N 0*02 + 0*0+ 2 0*02 $ 0*0# 2 0*0# 2 0*0$ 0
tDsE 60 #08 6$ %0 60 $0 20 N2
hD1 JR J E P DPaE D1HKsE D1HKsE 0*0N 7 70$8*$6 0*0007+ 7*70A0+ 0*0# % 2$+6*#2 0*000+2 +*+0A0+ 0*0# + #728*72 0*000$8 $*80A0+ 0*02 0*0# 2 0*0# # 0*0$ $ 0*0$ 2
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Para os c4lculos
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6R - V1t Re - 2.,.&1 9Aa s -ari4-eis usadas
. *O%*+US(O o1/arando o 3r4co e./eri1ental co1 o 3r4co teórico:
Pode1os concluir Gue ele se a/ro.i1a* u1a -e5 Gue ta1b'1 est4 decrescendo co1 o au1ento do n1ero de Renolds* no entanto a cur-a ' a
