Laboratorio - Medidas de Vazão com Vertedores

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Universidade Paulista UNIP

Engenharia de Produção Mecânica

Mecânica dos Fluidos Aplicada

LABORATÓRIO – MEDIDAS DE VAZÃO COM VERTEDORES

Prof. Dr. Roberto Luís Gomes da Cunha

Sorocaba

Novembro de 2015

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Mecânica dos Fluidos Aplicada

Laboratório – Medidas de Vazão com Vertedores

Trabalho apresentado à Universidade Paulista UNIP, com referência à disciplina de mecânica dos fluidos aplicada, ministrada pelo Professor Doutor  Roberto Luís Gomes da Cunha.

Sorocaba

Novembro de 2015

RESUMO

O estudo que se segue, versa sobre medidas de vazão com vertedores. Esses dispositivos instalados na tubulação são geralmente utilizados para controlar e medir a vazão em um escoamento por um canal. Pode também servir como sistema de escape, conduzindo a água de forma segura através de uma barreira.

Os dados foram obtidos através de medições no laboratório de hidráulica da Universidade Paulista UNIP, e posteriormente, foram realizados os cálculos adiante, cujos resultados estão relacionados em forma de tabelas e análises.

Foram utilizados, dois tipos diferentes de dispositivos, o vertedor com contração lateral e o vertedor sem contração lateral. Os cálculos e analises seguem adiante, diferenciando os dois tipos de dispositivos.

LISTA DE TABELAS

TABELA 1 – RESULTADOS OBTIDOS ATRAVÉS DO VERTEDOR COM CONTRAÇÃO LATERAL...9

TABELA 2 – RESULTADOS OBTIDOS ATRAVÉS DO VERTEDOR SEM CONTRAÇÃO LATERAL...9

TABELA 3 – VAZÃO OBTIDA ATRAVÉS DAS MEDIÇÕES (VERTEDOR COM CONTRAÇÃO)........13

TABELA 4 – VAZÃO OBTIDA ATRAVÉS DAS MEDIÇÕES (VERTEDOR SEM CONTRAÇÃO).........13

TABELA 5 – RELAÇÃO DE VAZÕES COM E SEM CONTRAÇÃO............................................14

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 LISTA DE FIGURAS

FIGURA 1 – C X  NÚMERO DE REYNOLDS................................................................10

FIGURA 2 – COEFICIENTE DE ARRASTO X NÚMERO DE REYNOLDS......................11

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SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO        

2 DESENVOLVIMENTO DO ESTUDO        

2.1 Ferramentas Utilizadas        

2.2 Instalações        

2.3 Dados das instalações do experimento        

2.4 Dados Utilizados        

3 DESCRIÇÃO DO PROCEDIMENTO        

3.1 Resultados Obtidos        

3.2 Equações Utilizadas        

3.3 Diagramas Utilizados        

4 CÁLCULOS EFETUADOS A PARTIR DAS MEDIÇÕES        

4.1 Vertedor com Contração Lateral        

4.2 Vertedor sem Contração        

5 ANÁLISE DE RESULTADOS        

6 CONCLUSÃO        

7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS        

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1 INTRODUÇÃO

Vertedores possuem basicamente duas funções principais, uma delas é conduzir um fluido de forma segura em uma barragem, servindo como forma de escape, impedindo que o fluido passe por cima da barragem em caso do aumento de vazão e a outra função, ainda mais utilizada é auxiliar na medição do fluxo de água.

Esse dispositivo é considerado item de segurança em usinas hidrelétricas, represas, navegação, abastecimento entre outros, pois ele conduz a água de maneira segura através de uma barreira, impedindo que a mesma se rompa.

A instalação e projeção de um vertedor deve ser algo muito bem estudado antes de sua efetiva operação, estudo esse que envolve diversos fatores físicos e matemáticos, que possibilitam a segurança do local onde será instalado. Eles devem ser construídos com forma geométrica bem definida hidraulicamente.

Por definição, vertedores são paredes ou aberturas sobre as quais um líquido escoa, basicamente são estruturas formadas pela abertura de um orifício na parede de um reservatório, na qual a borda superior atinge a superfície livre do líquido, havendo assim escoamento através da estrutura formada.

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