Relatório de Hidráulica

1. Objetivo

Este relatório tem por objetivo expor os dados obtidos a partir do experimento, onde estudou-se da perda de carga localizada, para diferentes condições de vazão, material, diâmetro, conduto reto e tipos de conexão hidráulica. Afim de comparar os resultados obtidos experimentalmente com aqueles encontrados de forma teórica a partir de equações.

Materiais Utilizados

• Bomba;

• Reservatórios;

• Circuito com trechos lineares e conexões;

• Registros para controlar vazão;

• Medidores de pressão: manômetro diferencial de mercúrio, manômetro e Bourdon;

• reservatório para medição de volume;

• Cronômetro.

Procedimentos

O Procedimento experimental consistiu nos seguintes passos:

1. Foi conectado o manômetro diferencial nas conexões de interesse e os manômetros de Bourdon nos pontos de interesse;

FAZER O DESENHO ESQUEMATICO

1. Verificou-se a presença de bolha de ar nas mangueiras do manômetro diferencial de mercúrio, retirando-as;
2. Com registro fechado, foi verificado a leitura nas colunas do manômetro diferencial (estava nivelado) ou nos manômetros de Bourdon;
3. Com registro aberto, mediu-se a vazão (volume e tempo) e foi feito leitura nas colunas manômetro e nos manômetros de Bourdon.  
4. Variou –se a vazão e repetiu-se o procedimento diversas vezes.

Resultados e Discussões (VERIFICAR MEDIDAS)

Na tabela 1, tem-se as medidas obtidas experimentalmente, respectivamente, de alturas dos piezômetros, tempo para encher o recipiente utilizado e volume deste. Para esta etapa, foram aferidas 12 leituras para uma tubulação com diâmetro constante, de 20mm.

Na 2, por sua vez, observa-se as leituras obtidas através do procedimento experimental, desta vez, com o tubo constante de diâmetro 25mm. Para esta, realizaram-se 5 medidas de alturas, tempo e volume.

Após isso, utilizaram-se as equações abaixo para calcular a vazão e as perdas de carga experimental e teórica, respectivamente, formando assim as tabelas 3 e 4. 

vazao=volume/tempo (1)

Aplicando então Bernoulli e analisando as particularidades dos pontos observados, tem-se que a equação experimental seria:

ΔH=H2-H1 (2)

Para ser feita a análise teórica e sua posterior comparação com a real, utilizou-se as equações empíricas estudadas em sala, sendo estas Flamant, Fair-Whipple-Hsiao e Hazen-Williams, respectivamente:

ΔH=(0,000824*(Q^1,75)*L)/Dˆ4,75  (3)

ΔH=(0,000859*(Q^1,75)*L)/Dˆ4,75    (4)

deltah=10,65*Q^1,85*L/(C^1,85*D^4,87) (5)

Considerando o tamanho do cano de 2m e os diâmetros internos dos canos de 20mm e 25mm de 15,8mm e 20,2mm, respectivamente, utilizando as formulações enumeradas acima, chegou-se então nas tabelas abaixo, encontrando diferentes valores teóricos, para de posse destes, compará-los com os reais. Além disso, C=145, já que cano é de PVC. 

Com tais tabelas e cálculos, é possível fazer os gráficos 1 e 2.  

Usaram-se os gráficos 1 e 2 com a finalidade de comparar as curvas teórica com os dados experimentais e notou-se uma similaridade entre a curva e os pontos, tornando assim coerente. No entanto, percebe-se uma maior aproximação do gráfico 1 com os pontos do que com o gráfico 2. Por fim, atenta-se que quanto menor o diâmetro, maior a perda de carga, isso sendo ocasionado pelo maior atrito do fluido com a parede do conduto.

Tabela 1 – Perdas de carga localizada experimentais e teóricas.

Perda de carga total	Perda de carga localizada	Cálculo Vazão	Resultados
P1 (mca)	P2 (mca)	h1 (cmHg)	h2 (cmHg)	H1 (cm)	H2 (cm)	Dt (s)	Q  (m³/s)	Δhtotal(mca)	Δh"(m)	Flamant	Δh"joelho (m)	Velocidade (m/s)	k	Δh"joelho teorico (m)
21,9	20,5	35,8	35,7	31	33	30,43	0,0002	1,40	0,01260	0,00805	0,00455	0,46213	0,41813	0,01333
21,8	20	36	35,6	29	32	27,82	0,0003	1,80	0,05040	0,01914	0,03126	0,75823	1,06666	0,03589
21,9	20,1	36,1	35,5	31	33	17,44	0,0003	1,80	0,07560	0,02132	0,05428	0,80635	1,63792	0,04059
21,2	19,7	36,2	35,4	30	32	15,15	0,0003	1,50	0,10080	0,02728	0,07352	0,92823	1,67424	0,05379
21,5	20	36,3	35,5	29	31	13,62	0,0004	1,50	0,10080	0,03286	0,06794	1,03250	1,25035	0,06655
20,3	18	36,8	35,3	38	41	13,74	0,0005	2,30	0,18900	0,06579	0,12321	1,53523	1,02562	0,14713
20,2	18	36,7	35	31	34	12,75	0,0006	2,20	0,21420	0,07499	0,13921	1,65443	0,99785	0,17087
19,9	17	36,9	34,6	34	37	11,66	0,0006	2,90	0,28980	0,08769	0,20211	1,80909	1,21163	0,20431
19	16	37,4	34,4	33	38	16,99	0,0007	3,00	0,37800	0,11093	0,26707	2,06926	1,22375	0,26730
18,5	15	38	34,3	39	43	12,28	0,0008	3,50	0,46620	0,13250	0,33370	2,29034	1,24813	0,32747
18,6	15	37,7	34,1	35	40	14,96	0,0008	3,60	0,45360	0,13860	0,31500	2,35005	1,11907	0,34476
17,2	13	38,8	33,5	37	43	15,27	0,0009	4,20	0,66780	0,18397	0,48383	2,76280	1,24363	0,47651
16,9	12	38,9	33	33	38	12,14	0,0010	4,90	0,74340	0,19976	0,54364	2,89594	1,27183	0,52353
16,9	12	38,9	33	33	40	16,79	0,0010	4,90	0,74340	0,20407	0,53933	2,93147	1,23135	0,53646
16,2	11	39,5	33	37	43	13,67	0,0010	5,20	0,81900	0,22329	0,59571	3,08618	1,22714	0,59458
16,1	11	39,3	32,7	35	42	15,73	0,0011	5,10	0,83160	0,22874	0,60286	3,12901	1,20809	0,61120
15,9	10	40	32,5	38	44	13,3	0,0011	5,90	0,94500	0,23427	0,71073	3,17203	1,38588	0,62812
15,9	10	39,7	32,4	40	43	6,07	0,0012	5,90	0,91980	0,27484	0,64496	3,47513	1,04783	0,75389
15	8,5	40,2	32	34	40	11,87	0,0012	6,50	1,03320	0,28587	0,74733	3,55417	1,16073	0,78858
11,2	2	42,7	29,8	37	43	11,43	0,0013	9,20	1,62540	0,30541	1,31999	3,69099	1,90101	0,85046
14,8	8	40,4	31,5	33	40	13,19	0,0013	6,80	1,12140	0,31131	0,81009	3,73157	1,14143	0,86926
13,5	6	41,2	30,7	33	40	12,77	0,0013	7,50	1,32300	0,32945	0,99355	3,85430	1,31220	0,92738
13	5	41,5	30,8	35	42	12,26	0,0014	8,00	1,34820	0,35380	0,99440	4,01463	1,21051	1,00614
14,1	7	40,9	31,3	40	43	5,16	0,0014	7,10	1,20960	0,36519	0,84441	4,08799	0,99136	1,04324
12,5	4	42	30,5	38	45	12,01	0,0014	8,50	1,44900	0,36679	1,08221	4,09820	1,26422	1,04846
11,2	1,8	42,8	29,5	36	44	12,87	0,0015	9,40	1,67580	0,41053	1,26527	4,37068	1,29952	1,19252
11,5	3	42,8	29,7	36	44	12,72	0,0015	8,50	1,65060	0,41904	1,23156	4,42223	1,23559	1,22081
11,3	1,9	42,7	29,7	35	43	12,61	0,0015	9,40	1,63800	0,42546	1,21254	4,46080	1,19556	1,24220
14	3,8	44,5	28	35	43	11,58	0,0016	10,20	2,07900	0,49387	1,58513	4,85757	1,31803	1,47301
												Média	1,22480

Fonte: Autores (2019).