Relatorio Determinação da Vazão no Tubo de Diafragma

RESUMO:

        A medição e/ou cálculo da quantidade de fluxo de fluídos e gases em um conduto são essenciais para alguns setores industriais. Essa quantidade volumétrica de determinado fluído que passa por uma determinada seção de um conduto é chamada de Vazão. É possível se estimar uma vazão teórica, observando-se a quantidade de volume que se passa por um conduto num período conhecido de tempo. No entanto é possível, também, se aproximar a vazão real desse mesmo conduto quando observada e considerada a viscosidade desse mesmo fluído utilizado, variante de acordo com a temperatura do fluído. Levando-se tudo isso em consideração, e a importância desse conhecimento no currículo da engenharia, foi realizado no dia 19 de agosto de 2015, no laboratório experimental de Hidráulica da Pontifícia Universidade Católica de Goiás , o experimento em tela, que visa estimar e conhecer a vazão real no tubo diafragma (Qreal).

INTRODUÇÃO

        O medidor chamado de Diafragma ou ainda conhecido como Placa de Orifício é constituído por uma placa delgada, na qual é aberto um orifício é utilizado em conduto forçado, conforme imagem a seguir.

[pic 1]

        Na ilustração do tubo Diafragma acima é possível se observar D1 que é o diâmetro original da tubulação, D0 que é o diâmetro do orifício e D2, o diâmetro de saída do fluído. Sendo ainda o Ponto 1, ponto antes do diafragma, e 2, imediatamente depois do orifício. A velocidade V1 também é mostrada na figura. Ainda é possível observar o Manômetro em U conectado à tubulação em um ponto imediatamente antes e imediatamente depois do Diafragma, onde se verifica a variação h em relação à d0.

        De posse das informações listadas acima, obtidas através do experimento em sala, e mais informações relacionadas à viscosidade V do fluido de acordo com sua temperatura T (em Fahrenheit) e do número de Reynolds torna-se possível a obtenção da Vazão Téorica (QT) e da Vazão Real (QR), utilizando-se as seguintes equações:

1.                            ; [pic 2]

Onde:

Q= Vazão Teórica

V= volume

 t= tempo.

        

1.                         [pic 3]

Onde:

Qt= Vazão Teórica

V= Velocidade

A= Área da Tubulação

1.                          [pic 4]

Onde:

= Número de Reynolds[pic 5]

Velocidade[pic 6]

Diâmetro[pic 7]

= Viscosidade do Fluído[pic 8]

1.                          [pic 9]

Onde:

 = coeficiente de vazão do medidor;[pic 10]

 aceleração gravitacional em m/s2;[pic 11]

variação na altura da coluna do manômetro, em m;[pic 12]

S=Seção interna da tubulação, em m2;

= densidade relativa do Mercúrio, igual a 13,6;[pic 13]

Real= Vazão Real;[pic 14]

= 0,45.[pic 15]

        (5)

[pic 16]

Onde:

Tc= Temperatura em Graus Celsius

TF= Temperatura em Fahrenheit

(6)  x100[pic 17]

Onde,

Qr = Vazão Real

Qt= Vazão Teórica

E= Erro percentual

        

        (7) Tabela de Viscosidade da Água em relação à temperatura:

Temperatura	Viscosidade Cinemática
40 ºF	1,664 x 10-5
50 ºF	1,410 x 10-5
60 ºF	1,217 x 10-5
70 ºF	1,059 x 10-5
80 ºF	0,930 x 10-5
90 ºF	0,826 x 10-5
100 ºF	0,739 x 10-5
110 ºF	0,667 x 10-5
120 ºF	0,610 x 10-5
150 ºF	0,475 x 10-5

        A unidade de viscosidade nesse caso encontra-se em ft2/seg. É necessário realizar a conversão para m2/seg.

        Para os cálculos também foi utilizada a curva para diafragma padrão segundo a norma DIN disponibilizado pela professor.

MATERIAIS E MÉTODOS

        Como já mencionado, o experimento foi realizado no laboratório de hidráulica da PUC-GO e os materiais utilizados para o mesmo foram: