DETERMINAÇÃO DA VAZÃO EM FUNÇÃO DA MASSA E VOLUME

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Para dar início as medições do tempo de descarga acionam-se a chave do registro de água juntamente com o cronômetro digital, após um intervalo de tempo fechou-se a chave instantaneamente com a pausa do cronômetro. Anotou-se o tempo e em seguida com o auxílio da régua milimétrica mediu-se a altura da coluna de água (h), anotou-se os valores obtidos. Este procedimento fora realizado 3 vezes em posições diferentes nas 3 operações e anotando os valores na tabela de dados. Segue o passo-a-passo do procedimento experimental:

- Fechar as válvulas das demais tubulações;

- Ligar a bomba do sistema hidráulico;

- Abrir a chave de registro da tubulação;

- Deixar a água escoar livremente;

- Fechar a chave jusante do tanque;

- Cronometrar e anotar o tempo para elevação da coluna de água;

- Determinar o volume de fluido inserido dentro do recipiente acrílico;

- Realizar esta execução 3 vezes;

- Determinar a vazão volumétrica pela fórmula: [pic 4]

Na Figura a seguir, mostra o sistema de tubos conectados a uma bomba que foi usado no experimento para determinação da vazão.

Figura 1:Tubo para determinação da coluna de água.[pic 5]

5. RESULTADOS

Tabela 1: dados obtidos no experimento.

Posição da válvula

Tempo (h)

Volume (m3)

Vazão (l/h)

1

0,004967

0,02

4026,6

2

0,004114

0,017

4132,23

3

0,004088

0,0172

4207,44

Medidas do recipiente:

- Altura: 0,585m; Base: 0,225m; Profundidade: 0,38m;

- Área do recipiente: 0,225⋅0,38 = 0,0855 m2.

- Altura do volume de água morto no recipiente: 0,009m (esta já será subtraído das alturas encontradas para as 3 diferentes colunas de água).

5.1 CÁLCULO DE VAZÃO VOLUMÉTRICA

Fórmulas para cálculo:

[pic 6]

1ª Posição:

Altura da coluna de água 1 = 0,236m

[pic 7]

[pic 8]

2ª Posição:

Altura da coluna de água 2 = 0,199m

[pic 9]

[pic 10]

3ª Posição:

Altura da coluna de água 3 = 0,021m

[pic 11]

[pic 12]

OBS: A variação da média das vazões é: 4122,088 l/h.

Para medição de vazão se faz necessário rever alguns conceitos relativos a fluidos, pois os mesmos influenciam na vazão de modo geral. Como por exemplo o número de Reynolds.

6. NÚMERO DE REYNOLDS

Número adimensional utilizado para determinar se o escoamento se processa em regime laminar ou turbulento. Sua determinação é importante como parâmetro modificador do coeficiente de descarga.

[pic 13]

Onde:

[pic 14]

Observação:

Na prática, se Re > 2.320, o fluxo é turbulento, caso contrário é sempre laminar. Nas medições de vazão na indústria, o regime de escoamento é na maioria dos casos turbulento com Re > 5.000.

7. DISTRIBUIÇÃO DE VELOCIDADE EM UM DUTO

Em regime de escoamento no interior de um duto, a velocidade não será a mesma em todos os pontos. Será máxima no ponto central do duto e mínima na parede do duto. (CASSIOLATO, C.; ORELLANA, E. 2010, p.3)

8. CONSIDERAÇÕES FINAIS

O experimento do cálculo da vazão de água, obteve resultados que condizem com a teoria, ou seja, quanto maior o volume por unidade de tempo, maior a vazão e consequentemente a velocidade. Fora também observado um alto índice de variação por ter sido adotada um método de medição manual, consequentemente com