Os Fenômenos de Transporte 2

 Universidade Federal de Itajubá – MG[pic 1][pic 2]

Instituto de Recursos Naturais – IRN        

Engenharia Hídrica – 4º Período 2019

         

MEDIDOR DE VAZÕES

Relatório

 

Carlos Henrique Raimundo -2018010261

Turma 16

Itajubá – MG

 

 

 

 

1. INTRODUÇÃO E OBJETIVOS  

O objetivo do experimento, realizado na terceira aula do laboratório de Fenômenos de Transporte II, é investigar a operação e as características de três fluxômetros, avaliando ainda, a precisão de tais equipamentos e, também, possíveis perdas de energia. Para tanto, uma análise comparativa entre os métodos de cálculo de fluxo. foram feitas as medições das taxas de fluxo volumétrico e perdas de pressão associadas aos três fluxômetros conectados em série e foi feita a coleta de volume por tempo, visando produzir uma medição referencial da taxa de fluxo.

  

2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA  

A vazão é a terceira grandeza mais medida nos processos industriais. A verificação da medição e do controle da quantidade de fluxo de gases, líquidos e demais fluídos é muito importante nos processos industriais, para que se possa mensurar tanto a eficiência do processo, bem como, também, identificar problemas relacionados a defeitos ou gastos desnecessários.

Para que se possa avaliar o fluxo dos elementos, é necessário escolher um fluxômetro que possa atender aos requisitos. Para que se possa escolher um medidor adequado, vários fatores podem influir nessa decisão, sendo, alguns deles, destacados a seguir:

• Exatidão desejada para a medição;
• Conhecimento do tipo de fluído (gás, líquido ou vapor), além de suas propriedades e as características de escoamento;  
• Condutividade elétrica, transparência, etc;
• Espaço físico disponível; • Condições termodinâmicas;
• Custos.

 

Na figura 1 a seguir, pode-se conferir uma descrição sobre os três tipos de medidores de vazão principais:

[pic 3] 

Figura 1- Tipos de Medidores

 

 No experimento a seguir, foram utilizados somente medidores indiretos, que são os seguintes: Área Variável, Tubo de Venturi e Placa de Orifício. Portanto, a fundamentação teórica será focada neles.

• Área Variável: Indicados para mostrar a vazão de óleo e água, os medidores de fluxo de área variável permitem a utilização em qualquer posição e conferem, ainda, imunidade a alterações de viscosidade através de seu conjunto de mola e êmbolo.
• Placa de Orifício: é um dos mais utilizados no mercado: nos EUA, mais de 50% da indústria utiliza esse tipo de medidor. E isso se comprova pelo seu uso facilitado, baixo custo de manutenção e, também, pode ser utilizado para medir uma grande variedade de fluídos. A sua medição pode ser realizada de forma bem simplificada, como, por exemplo, por meio de um manômetro em U.
• Tubo de Venturi: criado por Giovanni Battista Venturi, é utilizado para medir a velocidade do escoamento e a vazão de um líquido utilizando a variação de pressão durante a passagem desse líquido por um tubo de seção mais larga e depois por outro de seção mais estreita. para poder alcançar tal objetivo.

 

3. DESENVOLVIMENTO  

✓ Material Utilizado:  

Para poder realizar o experimento, foram utilizados os seguintes equipamentos:

• Medidor Venturi
• Área Variável
• Placa de Orifício
• Cronômetro

O presente experimento foi realizado no Laboratório de Fenômenos de Transporte, o LFT, na Universidade Federal de Itajubá, às 10 horas da manhã do dia 28 de setembro de 2018, sob a tutoria do professor Vladimir Cobas.

  

✓ Metodologia Científica:

Para poder realizar o experimento, acoplou-se o equipamento que incorporou, de uma vez só, os medidores que foram descritos anteriormente, na seção “Materiais Utilizados” na bancada, de modo que o equipamento pudesse ficar nivelado. O tubo de entrada foi conectado na alimentação da bancada e o tubo de saída no tanque volumétrico, em seguida, a ponta deste tubo foi prendida para evitar que ele se mova. A bomba foi ligada e a válvula da bancada e de controle de fluxo da estrutura de teste abertas para lavar o sistema.

O fechamento das válvulas da bancada e da estrutura de teste foram realizadas para purgar o ar dos pontos de tomada de pressão e dos manômetros.

O parafuso de purga de ar foi aberto e a tampa da válvula de ar adjacente removida. Uma extensão de tubagem de diâmetro pequeno foi conectada a partir da válvula de ar até o tanque volumétrico.

Em seguida, a válvula da bancada foi aberta e permitindo o fluxo através dos tubos de manômetro, então o parafuso de purga de ar foi apertado, a válvula de controle de fluxo da estrutura de teste parcialmente aberta e a válvula de bancada. Enfim, o parafuso de purga de ar foi aberto para possibilitar a entrada de ar na parte superior dos tubos de manômetro e o parafuso foi reapertado quando os níveis do manômetro alcançaram uma altura conveniente.

 

Finalmente, o ensaio teve início. A válvula de esfera da bancada foi fechada e mediu-se com o cronômetro o tempo necessário para acumular um volume conhecido de fluido no tanque, conforme medido a partir do visor de vidro. Em seguida, em uma taxa de fluxo fixa, foram anotadas as alturas dos manômetros, a leitura do medidor de área variável e o volume por tempo do tanque volumétrico.  O processo foi repetido por 15 vezes e os dados anotados na tabela 1.

 

4. Resultados

 Com a coleta de dados do ensaio, pode-se completar a tabela 1 a seguir:

Área Tubo de Ensaio A₁ (m²)	Área do Orifício A₂ (m³)	Área Venturi A₂ (m²)	Volume Coletado V (m³)	Tempo de Coleta t (seg.)	Leitura Medidor de Área Variável (l/min)	h₁ (mm)	h₂ (mm)	h₃ (mm)	h₄ (mm)	h₅ (mm)	h₆ (mm)	h₇ (mm)	h₈ (mm)
0,000792	0,000314	0,000177	0,0210	60	20	335	130	276	245	165	175	30	80
0,000792	0,000314	0,000177	0,0200	60	19	310	135	260	235	160	165	40	85
0,000792	0,000314	0,000177	0,0190	60	18	310	140	260	235	155	165	45	85
0,000792	0,000314	0,000177	0,0180	60	17	295	140	245	220	140	150	45	80
0,000792	0,000314	0,000177	0,0170	60	16	295	145	235	215	140	145	55	85
0,000792	0,000314	0,000177	0,0160	60	15	265	145	225	210	130	185	57	85
0,000792	0,000314	0,000177	0,0150	60	14	255	145	215	200	125	130	60	85
0,000792	0,000314	0,000177	0,0140	60	13	235	145	200	195	115	120	60	80
0,000792	0,000314	0,000177	0,0130	60	12	230	150	200	190	115	120	65	85
0,000792	0,000314	0,000177	0,0120	60	11	220	150	195	180	110	115	65	80
0,000792	0,000314	0,000177	0,0110	60	10	205	145	180	170	100	105	65	80
0,000792	0,000314	0,000177	0,0100	60	9	195	145	175	165	95	100	65	75
0,000792	0,000314	0,000177	0,0090	60	8	185	140	170	160	90	95	65	75
0,000792	0,000314	0,000177	0,0080	60	7	175	140	160	155	85	90	65	75
0,000792	0,000314	0,000177	0,0070	60	6	165	140	155	150	85	85	70	75

Tabela 1