A Mecânica dos Fluido

OBJETIVO

O objetivo seria compreender o funcionamento do bocal convergente, comparando a velocidade, vazão e contração, real e teórica, assim calculando seus coeficientes, vendo se alterando suas velocidades, influência na distância que a água chega.

METODOLOGIA

O experimento consiste em compreender o funcionamento do bocal convergente, analisando seu escoamento. Inicialmente, ligamos a bomba, deixamos com a vazão máxima e fechamos todas as saídas de água do tanque, esperando atingir o nível de água hc, que seria 14cm, sendo a medida abaixo de onde começamos a medir hl, que vimos lendo o visor de nível. Sabemos que a altura total (h) seria a soma de hc + hl. Medimos também o tempo (∆T) onde a água chegava onde determinamos nosso ∆h.

A válvula esférica, que seria a que menos solta fluído, é aberta, soltando um jato de água através do bocal convergente colocado na saída do tanque, sendo essa distância entre a saída de água e onde o fluído chega, a medida x.

A média y seria a distância da válvula até onde medimos x. O desenho abaixo, feito em aula, exemplifica as medidas acima:

Pegamos 6 vazões diferentes, sendo a última com a válvula totalmente fechada, onde não há resultados, para realizarmos os cálculos.

Para calcularmos a velocidade teórica, utilizamos a fórmula:

VT=√(2.g.h)

Onde: g = gravidade (10 m/s²) e h = hc + hl.

Para calcularmos a velocidade real, utilizamos a fórmula:

VR= x/√(2y/g)

Onde: x= Medida que a água chega, y=38mm e g=gravidade.

Com as duas velocidades, conseguimos calcular o coeficiente de velocidade, tendo esse número menor ou igual a 1, que seria:

CV= (Velocidade Real)/(Velocidade teórica)

Para calcularmos a vazão real, utilizamos a fórmula:

QR=VR.Ac

Onde: VR= Velocidade real e AC= área contraída.

Para concluirmos o cálculo da vazão real, temos que calcular o valor da área contraída (Ac),que seria:

Ac=(π .Dc²)/4

Onde Dc seria o diâmetro contraído.

Para calcularmos a vazão teórica, utilizamos a fórmula:

QT=VT.Ab

Onde: VT= Velocidade teórica e Ab= área do bocal.

Para concluirmos o cálculo da vazão real, temos que calcular o valor da área contraída (Ab), que seria:

Ab=(π .Db²)/4

Onde Db seria o diâmetro do bocal, com a medida de 38mm.

Com as duas vazões, conseguimos calcular o coeficiente de descarga, ou vazão, que seria:

CD= (Vazão Real)/(Vazão teórica) ou CD= CV.CC

Com as duas áreas, conseguimos calcular o coeficiente de contração, que seria:

CC= (Área Contraída)/(Área do bocal)

Com essas fórmulas, conseguimos realizar nossas contas.

RESULTADOS

Ensaio hL h x ∆h ∆t Vt Vr Cv Cd Cc=Ac/Ab

1 110 124 51 100 145,07 49,80 18,50 0,371482 8,3241803E+02 2,24E+03

2 220 234 60,9 100 117,34 68,41 22,09 0,322915 7,4916230E+02 2,32E+03

3 310 324 66 100 109,25 80,50 23,94 0,297406 6,8381084E+02 2,30E+03

4 410 424 73 100 96,53 92,09 26,48 0,287553 6,7652632E+02 2,35E+03

5 520 534 80 100 87,56 103,34 29,02 0,2808 6,6458961E+02 2,37E+03

6

Ensaio Qr Ac Ab Qt

1 0,37637 0,020344717 9,0792028E-06 4,5214065E-04

2 0,465314 0,021063768 6,2111303E-04

3 0,499771 0,020875364 7,3086172E-04

4 0,565627 0,021360641 8,3607578E-04

5 0,623572 0,021488381 9,3828191E-04

6

CONCLUSÃO

OBJETIVO

O objetivo seria compreender o funcionamento do bocal convergente, comparando a velocidade, vazão e contração, real e teórica, assim calculando seus coeficientes, vendo se alterando suas velocidades, influência na distância que a água chega.

METODOLOGIA

O experimento consiste em compreender o funcionamento do bocal convergente, analisando seu escoamento. Inicialmente, ligamos a bomba, deixamos com a vazão máxima e fechamos todas as saídas de água do tanque, esperando atingir o nível de água hc, que seria 14cm, sendo a medida abaixo de onde começamos a medir hl, que vimos lendo o visor de nível. Sabemos que a altura total (h) seria a soma de hc + hl. Medimos também o tempo (∆T) onde a água chegava onde determinamos nosso ∆h.

A válvula esférica, que seria a que menos solta fluído, é aberta, soltando um jato de água através do bocal convergente colocado na saída do tanque, sendo essa