Laboratorio - Medidas de Vazão com Vertedores

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O objetivo acadêmico das aulas em laboratório de hidráulica, é comprovar, através de medições e cálculos posteriores, as relações matemáticas que os envolve.

O estudo a seguir, versa sobre medidas de vazão com vertedores, foram utilizados dois tipos de equipamento, o vertedor com contração lateral e o vertedor sem contração, para que fossem percebidas as peculiaridades de cada um deles.

Seguem as descrições das atividades desenvolvidas em laboratório, pelo grupo de universitários orientados por seu professor, bem como, os cálculos e análises relativos às amostras, ligados ao equipamento supra-mencionado.

Disponível em http://www.agsolve.com.br/dicas-e-solucoes/vertedouros-bem-dimensionados-garantem-seguranca-em-barragens >. Acesso em 08 de novembro de 2015.

2 DESENVOLVIMENTO DO ESTUDO

2.1 Ferramentas Utilizadas

Trena

Medidor de altura da coluna d’água

2.2 Instalações

A bancada utilizada para as medições, constituía-se de um tanque em acrílico cujas medidas estarão descritas abaixo, contendo o fluido água à temperatura de 20°C, equipado com um registro para controle de vazão do fluido no tanque.

2.3 Dados das instalações do experimento

Largura do tanque (L): 0,105m

Fluido utilizado: Água a temperatura ambiente de 20° C.

Altura da soleira com contração lateral: 0,155 m

Altura da soleira sem contração lateral: 0,145 m

Diâmetro entrada diafragma: 0,096 m

Diâmetro saída diafragma: 0,0442 m

A0 diafragma: 1,53 x 10-3 m²

A1 diafragma: 7,24x10-3 m²

Razão entre áreas diafragma: A0 / A1 = 0,21m2

Razão entre os diâmetros de entrada e saída do diafragma D0 / D1 = 0,46m

2.4 Dados Utilizados

Fluido: Água a temperatura de 20° C

Peso Específico da Água: ɣH20 = 9810 N/m3

Massa Específica da Água: ρH20 = 998,2 Kg/m3

Viscosidade Dinâmica da Água: μH2O = 1 x 10-3

Peso Específico do Mercúrio (fluido manométrico): ɣHg = 136000 N/m3

Aceleração da Gravidade: 9,81 m/s2

3 DESCRIÇÃO DO PROCEDIMENTO

Primeiramente, foi verificado pelos integrantes do grupo, as medidas necessárias, como a largura do tanque (L) e a altura das soleiras (p).

Após registradas as medidas to tanque, a bomba foi ligada e o registro aberto, para a liberação do fluido e, consequentemente a água escoar.

Foram medidas as alturas da coluna d’água nos vertedores com e sem contração lateral e simultaneamente foi medido a altura da coluna de mercúrio no manômetro diferencial em “U”.

Esses procedimentos foram repetidos por três vezes, alterando-se a abertura do registro e seus resultados foram anotados para posteriores análises.

3.1 Resultados Obtidos

Tabela 1 – Resultados obtidos através do Vertedor com Contração Lateral

Medição

Altura da Crista

(m)

Variação manométrica (m)

1

0,247

0,028

2

0,192

0,021

3

0,225

0,011

Tabela 2 – Resultados obtidos através do Vertedor sem Contração Lateral

Medição

Altura da Crista

(m)

1

0,207

2

0,195

3

0,179

3.2 Equações Utilizadas

Δɣ = ΔɣHg - ΔɣH20

K = D1 / D0

ΔP = Δγ x Δh

V = √ 2(ΔP) / ρ(k4 – 1)