Determinação de Pressão através de Piezômetro

Relatório de aula prática de hidráulica

Determinação de Pressão através de Piezômetro

Nome dos alunos: Anderson Rocha / Gabriel Teixeira / Geraldo Dias P. Junior

1. Introdução

Hidráulica se dedica a estudar o comportamento dos líquidos em movimento e em repouso. É responsável pelo conhecimento das leis que regem o transporte, a conversão de energia, a regulagem e o controle do fluido agindo sobre suas variáveis (pressão, vazão, temperatura, viscosidade, etc.).  Podendo ser dividida em três tópicos principais: a hidrostática que trata dos fluidos parados, a hidrocinética, que estuda os fluidos em movimento, levando em consideração os efeitos da velocidade e a hidrodinâmica que trata  das forças envolvidas no escoamento dos fluidos (forças da gravidade, da pressão, da tensão tangencial, da viscosidade, da compressibilidade e outras).

Podemos observar variadas aplicações da hidráulica como: máquinas hidráulicas (bombas e turbinas), as grandes obras de saneamento, fluviais ou marítimas, como as de usinas hidrelétricas, diques, polderes, molhes, quebra-mares, portos, vias navegáveis, emissários submarinos, estações de tratamento de água e de esgotos, etc. Equipamento de bastante utilização para medição de variáveis hidráulicos são os manômetros com a função de medir a pressão de fluidos contidos em recipientes fechados.

A aula prática realizada no dia 17 de fevereiro de 2017, teve como objetivo a demonstração e utilização do dispositivo tubo piezométrico ou piezômetro, para medir determinadas pressões. O Piezômetro, segundo Brunetti, Franco (2005), consiste na inserção de um tubo transparente na tubulação ou recipiente onde se quer medir a pressão. No qual o líquido subirá na coluna piezométrica a uma determinada altura, correspondente à pressão interna. Sabendo que existem três tipos de tubos piezométricos: o piezômetro de coluna inclinada, o de tubo em U, e por fim o piezômetro de tubo vertical, que foi então o utilizado na prática em questão.

1. Materiais e métodos

O presente relatório faz referência à aula prática do dia 17/02/2017 realizada no laboratório de hidráulica das Faculdades Santo Agostinho - Campus JK.

Os materiais utilizados na prática foram:

• Uma linha de tubulação de PVC de 4,30 metros de comprimento;
• Seis piezômetros verticais simples de mangueira transparente;
• Uma bomba centrífuga de ½ Cv;
• Duas caixas d’agua de 500L;
• Uma Trena.

Para obter-se as pressões através dos piezômetros foram realizados os seguintes procedimentos:

• Ligou-se a bomba centrífuga para o abastecimento do reservatório elevado (Caixa d’agua de 500L).
• Abriu-se o registro que libera a agua para a linha de retorno (tubulação de PVC).
• Após a estabilização da linha de retorno foi aferido com o auxílio de uma trena as alturas das colunas d’agua nos piezômetros.
• Por fim, calculou-se as pressões efetiva e absoluta através das alturas medidas na prática, utilizando-se das respectivas formulas listadas à baixo:

Fórmula para cálculo da Pressão Efetiva: Pef = ɣ x h (onde o ɣ massa especifica e h e altura)

Fórmula para cálculo da Pressão Absoluta: Pabs= Patm + Pef

Dados obtidos em prática:

• Altura da coluna d’agua no piezômetro 01: 1,65 metros
• Altura da coluna d’agua no piezômetro 02: 1,72 metros
• Altura da coluna d’agua no piezômetro 03: 1,62 metros
• Altura da coluna d’agua no piezômetro 04: 1,54 metros
• Altura da coluna d’agua no piezômetro 05: 0,22 metros
• Altura da coluna d’agua no piezômetro 06: 0 metros
• Peso específico da água (ɣ): 9800 N/m3
• Patm = 98000 N/m2
• Comprimento total da tubulação: 4,30 metros

Tabela de cálculos

Piezômetro	Pressão Efetiva	Pressão Absoluta
01	9800 N/m3 x 1,65 m = 16170 N/m2	16170 + 98000= 114170 N/m2
02	9800 N/m3 x 1,72 m = 16856 N/m2	16856 + 98000= 114856 N/m2
03	9800 N/m3 x 1,62 m = 15876 N/m2	15876 + 98000= 113876 N/m2
04	9800 N/m3 x 1,54 m = 15092 N/m2	15092 + 98000= 113092 N/m2
05	9800 N/m3 x 0,22 m = 2156 N/m2	2156 + 98000=   100156 N/m2
06	9800 N/m3 x 0 m = 0	0 + 98000 =          98000 N/m2