Relatório de Hidráulica

1. INTRODUÇÃO

        

         A placa de orifício é um instrumento muito comum utilizado para medir vazão. A metodologia consiste em instalar uma placa de orifício concêntrica no interior de uma tubulação. O orifício presente na placa provoca um aumento de velocidade no fluido e portanto uma diminuição de pressão no ponto em que a placa se encontra. Isso é explicado pelo Princípio de Bernoulli, onde a energia de um sistema se conserva. O fluido na tubulação ganha energia cinética provocando o aumento de velocidade, mas ao mesmo tempo perde energia piezométrica e tem uma redução de pressão, assim a energia do sistema é constante. A figura 1 ilustra o funcionamento da placa de orifício.

Figura 1 – Placa de orifício instalada no interior de uma tubulação.

[pic 1]

Fonte: BRUNETTI, 2008. Pag 214.

        Com a diferença de pressão entre os pontos (1) e (2), é possível calcular a vazão a partir da equação (1).

                                                                                         (1)[pic 2]

         é o coeficiente adimensional que depende do número de Reynolds de aproximação, ou seja, calculado com a velocidade do ponto (1) e da relação entre o diâmetro  da placa de orifício e diâmetro da tubulação , e pode ser obtido de acordo com a figura 2.[pic 3][pic 4][pic 5]

Figura 2 -  Coeficiente  em função do número de Reynolds e da relação entre os diâmetros  e .[pic 6][pic 7][pic 8]

[pic 9]

Fonte: BRUNETTI, 2008. Pag 215

        A velocidade no ponto (1) da figura 1 pode ser calculada a partir da vazão obtida pelo medidor de vazão digital instalado na tubulação com o uso da equação (2).

                                                                                             (2)[pic 10]

        Com esse embasamento físico e matemático é possível determinar a vazão do fluido.

1. OBJETIVOS

O objetivo deste experimento é medir a vazão em uma tubulação utilizando o medidor do tipo Placa de Orifício.

1. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

1. Verificou-se de todos os registros estavam fechados e abriu-se somente os registros R1, R6, R7, R22 e R25;
2. A válvula globo R5 foi fechada;
3. As mangueiras azuis foram acopladas aos engates rápidos da placa de orifício e do medidor de pressão digital e de modo que o P1 (antes da placa) foi acoplado no medidor de maior escala de medição, e P2 (após a placa) no de menor escala;
4. Ligou-se o disjuntor no painel elétrico. O Led indicando “energizado” acendeu;
5. A chave Parte (botão verde do painel) foi acionada. Os instrumentos (inversores de frequência e multi medidor) se iluminaram;
6. A potência da bomba 1 foi ajustada no máximo;
7. A bomba 1 foi ligada;
8. Foram anotados os dados da pressão no ponto P1 e ponto P2, assim como o valor da vazão obtida a partir do medidor de vazão digital;
9. A operação anterior foi repetida 3 vezes, desligando e ligando a bomba para as repetições;
10.  Ao término da experiência, as mangueiras de ligação entre os instrumentos de medida foram retiradas, colocou-se os pinos nos engates rápidos e todos os registros foram fechados.

1. RESULTADOS E DISCUSSÕES

A partir do experimento, os dados obtidos foram anotados na tabela 1.

Tabela 1 – Dados para o cálculo da vazão utilizando o medidor da placa de orifício.

Medidas	Pressão P1 (Pa)	Pressão P2 (Pa)	Vazão (m³/s)
1	57000	4000	[pic 11]
2	56000	4000	[pic 12]
3	55000	4000	[pic 13]
média	56000	4000	[pic 14]

1. Estimativa e propagação de erros dos equipamentos.

        Com o auxílio da equação (3) para o desvio padrão e da equação (4) e (5) para o erro associado é possível determinar a estimativa de erros dos equipamentos.