Perda de Carga Tubo de Venturi e Placa de Orificio

UNIVERSIDADE ANHEMBI MORUMBI

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA

CAMPUS VILA OLÍMPIA

EXPERIMENTO – PERDA DE CARGA MEDIDORES DE VAZÃO

Relatório apresentado ao departamento de Engenharia Mecânica da Universidade Anhembi Morumbi, como parte dos requisitos de avaliação da disciplina EME 04010 – Mecânica dos Fluidos. Solicitado pelo Prof. Roberto Eiki Oshiro.

Nomes e registros acadêmicos dos autores:

1. João Carlos Gomes Ferla – 20950913
2. Rodrigo Santos de Morais - 20973402
3. Samuel Geraldo - 21027628
4. Suelen Ferreira Santana - 21042584
5. Victor Michael Augusto Silveira - 21291990
6. Vinicius Tomaz de Alencar - 21005300

São Paulo

2019

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1 INTRODUÇÃO E OBJETIVOS

1.1.introdução:

          No experimento, nosso grupo decidiu trabalhar com intuito de medir as diferenças de vazão nos medidores “Tubo de Venturi” e “ Placa de Orifício” e posteriormente a perda de carga causada por cada medidor na linha estudada. Primeiro Medimos a diferença de pressão do tubo de Venturi e depois da placa de Orifício e a vazão do sistema.

          Este experimento é muito útil porque assim é possível determinar qual a perda causada por medidores instalados em uma linha de fluxo e assim podemos saber que as medições realizadas estão sofrendo influência por conta destes medidores, bem como definir o melhor medidor a se utilizar em cada caso.

        O roteiro do experimento também foi disponibilizado em vídeo conforme link:

• https://youtu.be/Cy3jTmB7rL8 ou
• https://www.youtube.com/watch?v=Cy3jTmB7rL8&feature=youtu.be

 1.2.objetivos:

         Com o experimento de laboratório temos como objetivo compreender a teoria e a prática de um medidor de vazão de uso comum na indústria e nos laboratórios. Medir a diferença de pressão dos medidores: Tubo de Venturi e Placa de Orifício e assim calcular a perda de carga que cada medidor causa no sistema onde está inserido.

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2 METODOLOGIA 

Nesse experimento visamos estudar e compreender os medidores de vazão de fluxo, no primeiro caso, o tubo de Venturi , esse tubo é um aparelho onde da sua entrada até a saída a secção transversal sofre uma variação. Desse modo, instala-se esse aparelho em uma tubulação, onde haverá um fluxo de água passando por ele, e também está ligado um manômetro diferencial instalado entre sua entrada e o centro do tubo onde a secção transversal é a menor para obtenção das diferenças de pressões conforme o fluxo aumenta ou diminui. O segundo caso a Placa de Orifício Consiste em uma placa devidamente fixada na tubulação onde toda a passagem é restringida restando apenas uma passagem circular no meio da placa com diâmetro conhecido, nesta tubulação também está ligado um manômetro diferencial instalado antes e depois da placa de Orifício. Ambos os caos se baseiam no princípio de Bernoulli  que diz que se o fluxo de um fluido é constante, mas sua área de escoamento diminui então necessariamente sua velocidade aumenta.

 

2.1 Obtenção dos dados

Nesse procedimento foi utilizado através da bancada XL 38.1 da LABTRIX: Bomba centrífuga, tubulação circular, válvulas, tubo de Venturi, Placa de Orifício, manômetro de Bourdon digital, tanque para armazenamento da água.

No acionamento da bomba o fluido adquiri uma determinada pressão e vazão que passa pela tubulação que tem como seu terminal o tanque graduado.  Na passagem pelo tubo de Venturi a diferença de pressão é obtida através do manômetro de Bourdon digital e obtemos a vazão do fluido através do tanque, medindo em um determinado tempo o volume que o fluido ocupa através da graduação.

Primeiramente fechamos todas as válvulas da bancada para que não houvesse nenhuma perda no sistema, após isto conectamos os tubos medidores do manômetro de Bourdon na linha do tubo de Venturi posicionando um dos tubos exatamente no início do tubo de Venturi e outro no menor diâmetro do tubo de Venturi, que iremos chamar de estrangulamento, em seguida abrimos as válvulas das tubulações do sistema onde temos na linha o tubo de Venturi e a Placa de Orifício, abrimos o registro geral da bancada, acionamos a bomba centrífuga. Após aguardar o ar sair de todo tubo do medidor do manômetro de Bourdon. Este procedimento deve e foi adotado todas as vezes que os tubos medidores foram desconectado e reconectados bem como quando foi necessário desligar a bomba ou fechar alguma das válvulas. Tendo aguardado desta maneira foi possível medir a diferença de pressão real do tubo de Venturi anotamos assim o valor. Após isto fechamos o registro geral e desligamos a bomba. Trocamos então o local dos tubos medidores do manômetro de Bourdon para a linha onde está localizada a placa de orifício, posicionando um medidor exetamente antes e outro após a placa de orifício. Assim foi possível medir a diferença de pressão na tubulação causada pela placa de orifício. Anotamos também o valor real da diferença de pressão causada pela placa de orifício. Após a medição destes valores realizamos a medição da vazão que estava constante no sistema. Para medir a vazão do sistema foi adotado o seguinte procedimento: Com o sistema da mesma maneira como realizamos todas as medições, ao final da linha temos um tanque com uma régua graduada com precisão de 1 mm, então com o reservatório do tanque devidamente fechado, movemos a saída do tanque para este reservatório e cronometramos o tempo necessário para que a água atingisse a marca de 250 mm na régua graduada, foram anotados 3 valores para o tempo medido a fim de que qualquer possível erro de medição visual na régua graduada ou na operação do cronômetro fosse compensado. Feito estes procedimentos todos os dados reais necessários para a obtenção dos resultados práticos estavam prontos então fizemos um esquema prático para seguir com os cálculos e obter assim as perdas de carga causadas pelo tubo de Venturi e pela placa de orifício.

3 RESULTADOS OBTIDOS E DISCUSSÃO

        

        Neste experimento, como visto anteriormente, usaremos medidores de vazão para calcular vazões quanto a vazão real. Assim como, calcular a vazão e também a perda de carga tanto no tubo de Venturi quanto na placa de orifício para que possamos assim comparar com os valores teóricos calculados afim de estabelecer uma análise dos dados esperados.

        Nossa bancada de laboratório, nos disponibilizou um Tubo de Venturi e uma Placa de Orifício, e a partir deles, calculamos:

3.1.CÁLCULO DA VAZÃO REAL:

        Um de nossos objetivos , é o cálculo da vazão real do experimento, que parte das seguintes ideias: