Relatório De Hidráulica

Introdução Teórica

Uma abertura presente na parede lateral ou no fundo de um dado recipiente que contenha líquido, e que possibilita o escoamento desse líquido, é comumente denominada orifício. O orifício mais comum é o de forma circular com borda biselada externamente de modo a formar uma aresta viva internamente. A descarga de um orifício depende da carga h acima do mesmo.

Vazão pode ser definida como sendo a quantidade volumétrica ou mássica de um fluido que escoa através de uma seção de uma tubulação ou canal por unidade de tempo.

Quando a vazão de entrada no reservatório é igual à vazão de saída, o regime de escoamento é permanente. Entretanto, o esvaziamento de um reservatório sem contribuição é feito sob carga variável, o que conduz a vazões também variáveis em função do tempo a um regime não permanente.

Nesse trabalho, o aluno terá oportunidade de verificar a ocorrência de um escoamento não permanente e calcular variáveis relacionadas ao mesmo.

O volume escoado através orifício é igual à variação de volume dentro do reservatório. Se o reservatório tem seção constante

Figura 1: Corte de um orifício circular

O movimento dos fluidos é de grande complexidade dentro da física, tanto na parte experimental como na descrição teórica, que se deve ao fato de se estar lidando com um sistema com um número muito grande de constituintes, e que reflete no número de variáveis necessárias para a sua descrição matemática. O escoamento dos fluidos pode ocorrer dentro dos regimes laminar e turbulento. No primeiro caso é possível, em situações de grande simetria, obter-se uma descrição através de expressões matemáticas simples. No entanto, no último caso, só é possível uma descrição estatística do escoamento, ou seja, através do valor médio da velocidade e suas flutuações em torno deste valor. Ainda dentro do regime laminar, tem-se que fazer a distinção se a energia dissipada durante o escoamento pode ser desprezada ou não. Em caso afirmativo, a lei de conservação de energia (Equação de Bernoulli) pode ser aplicada para fins de cálculos da velocidade e pressão em diversos pontos de um escoamento. Se a dissipação é relevante, então é necessário se usar a equação de Navier-Stokes, que é obtida ao se aplicar a segunda lei de Newton para um elemento de fluido. Nesta equação, os efeitos de dissipação de energia são descritos através do coeficiente de viscosidade “η”, que defini a intensidade da força de atrito entre duas camadas adjacentes de fluido.

Outras variáveis a se considerar é o raio do orifício. As medidas de tempo de escoamento são bem mais simples de serem feitas do que a medida da velocidade instantânea do jato. No entanto, com as relações teóricas acontece o inverso.

Equação de Bernoulli entre 1 e 2:

- Vazão variável com o tempo (regime não permanente)

- Aplicação integral

Objetivos

Determinar o tempo de escoamento de um reservatório de água

Material utilizado

Reservatório com orifício circular.

Cronometro

Água

Metodologia

Passo 1: preencher o reservatório com água