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Experiência
Medidores de vazão
1
Tipos de medidores ensaiados: venturi e placa de
orifício.
1 0 2 3
v2 v1
Q
A0
A2 A1
2
O que será que há
de comum entre
os medidores
anteriores
3
Em ambos os medidores tem-se uma
redução de área, no venturi tem-se a área
da garganta (seção 2) e na placa de
orifício tem-se a área do orifício A0.
Portanto o comum é que em ambos se
tem uma redução de área.
Importante: no venturi a área
mínima corresponde a área da
garganta e na placa de orifício
corresponde a área contraída (A2).
4
5
VAMOS OBSERVAR QUE NA PLACA A CONTRAÇÃO
DA ÁREA ORIGINA UMA ÁREA MENOR QUE A ÁREA
DO ORIFÍCIO.
Observe a figura abaixo:
6
OK!
Mas o que será
que esta contração
de área vai
originar?
7
Vai originar um aumento da
carga cinética e em
consequência uma
diminuição da carga de
pressão!
8
Equacionamento dos medidores
• Considera-se fluido ideal e aplica-se a equação
de Bernoulli de 1 a 2:
g2
vpZ
g2
vpZ
HH
222
2
211
1
21
9
Como os medidores foram instalados em
um plano horizontal tem-se que a carga
potencial (Z) é constante, portanto:
2121
22
21
2221
ppg2vv
g2
vvpp
10
Pelo fato de v2>v1 pode-se concluir
que p1>p2 o que comprova que
existe um aumento de carga
cinética e em consequência uma
redução da carga de pressão.
11
Isto também pode ser comprovado na
própria bancada
12
13
Pela equação da continuidade
aplicada a um escoamento
incompressível e em regime
permanente tem-se:
2211 AvAv
14
Importante:
No caso do venturi A2 = Agarganta que é a área do
diâmetro menor e que é facilmente determinada.
Porém no caso da placa de orifício esta área é
muito difícil de se determinar e por este motivo
se recorre a definição do coeficiente de
contração (CC).
15
Coeficiente de contração:
oC2
o
2
orifício
contraídaC
ACA
A
A
A
AC
16
No caso do venturi ele é
projetado para CC = 1,0,
portanto: A2 = Agarganta
17
Portanto:
21
4
1
o2C
22
21
2o
C21
oC21
o2C11
ppg2
D
DC1v
:anterior equação na doSubstituin
D
DCv
A
ACvv
AvCAv
18
Através de uma manômetro diferencial
em forma de U instalado entre as
seções 1 e 2, tem-se:
4
1
o2C
m
2
m21
D
DC1
gh2
v
)(hpp
19
A velocidade v2 calculada
anteriormente é teórica, isto porque
se considerou um fluido ideal, ou
seja, um fluido que escoa sem ter
perda de carga.
20
Portanto pode-se determinar a vazão teórica e
com a definição de coeficiente de velocidade a
vazão real:
4
1
o2C
m
voCreal
2
2v
2oC22teórica
D
DC1
gh2
CACQ
v
vCe velocidadde eCoeficient
vACAvQ
teórico
real
21
Pelo conceito de coeficiente de vazão ou
descarga, para a placa de orifício tem-se:
4
1
o2C
m
odreal
vCd
D
DC1
gh2
ACQ
CCC
22
Ou ainda:
m0real
4
1
o2C
d
gh2AkQ
D
DC1
CK
23
Para o Venturi
4
1
G
m
Gdreal
vCd
D
D1
gh2
ACQ
CCC
24
25
Comprovando
que o que foi
estudado até
aqui está
compatível com
a referência
bibliográfica
adotada!
Considerando o livro do professor Brunetti, que é a
bibliografia básica do curso, na página216
26
Considerando
novamente o
livro do
professor
Brunetti
27
Considerando
novamente o
livro do
professor
Brunetti, onde
podemos
observar que
o Reynolds de
aproximação
é calculado
com a vazão
real.
28
Continuação do exercício do slide anterior:
29
Novamente o diagrama do slide 26 obtido
através de outra referência bibliográfica
30
obter a curva de calibração
obter a curva característicaresolver exercício
Através da experiência
deseja-se
27/04/2005 - v2
31
Exercícios:
32
1
33
2
Dado para o exercício 2:
34
35
mercúrio
(1)
(2)
0,5 m
2 m
Sabendo que o Venturi a seguir tem um coeficiente de
vazão igual a 0,98, pede-se determinar a vazão real do
escoamento, são dados: A1 = 10 cm²; A2 = 5 cm²;
água = 1000 kgf/m³ e Hg = 13600 kgf/m³
3
36
Vamos
começar!
4
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