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