Relatório de hidráulica - vazão

INTRODUÇÃO

A disciplina de Hidráulica consiste em estudar, como determinados fluidos comportam-se tanto em repouso como em movimento. Desses fluidos, dois serão analisados neste relatório, a água e o óleo, portanto antes, algumas definições são necessárias.

Considera-se vazão, o tempo que um determinado volume de fluido leva para escoar por uma determinada área, em outras palavras “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” (CASSIOLATO E ALVES).

        Já o peso específico de um elemento é a “relação entre o peso de um fluido e o volume ocupado” sendo que o peso é um produto da massa e aceleração da gravidade.

Este relatório consiste em demonstrar através de 03 procedimentos, o cálculo do peso específico do óleo, o comportamento de um fluido em movimento e a medição de vazão da água, este último subdivido em dois métodos: Volumétrico e Gravimétrico.

O método direto Volumétrico é baseado numa relação de volume sobre o tempo ou o “tempo gasto para que um determinado fluxo de água ocupe um recipiente com volume conhecido” (PEREIRA E MELLO).

O método direto Gravimétrico é a relação do volume pelo tempo, que consiste na pesagem de um determinado volume de água obtido em um determinado tempo.

AULA PRÁTICA

EXPERIMENTO 01: Peso Específico.

Objetivo: Determinar o desnível entre os fluidos e calcular o peso específico.

Materiais e Métodos:

-Mangueira flexível de silicone;

-Corante vermelho;

-Água (H2O);

-Óleo de soja (cozinha).

Procedimento experimental 01: Para procedimento 01, uma mangueira flexível de silicone foi colada com fita crepe no quadro do laboratório, de modo que ficasse na posição vertical, primeiramente colocou-se dentro dela um corante vermelho, em seguida foi adicionado água pela abertura lateral direita e o óleo pelo lado esquerdo, pode-se observar que os três elementos não se misturaram devido a diferença de densidade entre eles, conforme Figura 01 abaixo:

[pic 1]

Figura01: Diferença de densidade entre os fluidos (SOUZA, 2016).

Resultados e Discussões: Medindo com o auxílio de uma régua os níveis de água e de óleo, obteve-se os seguintes resultados: 37 cm para o óleo e 32 cm para a água, realizando a subtração de ambos, o desnível encontrado foi de: ∆H = 5 cm. Não foi possível realizar os cálculos para encontrar o peso específico dos fluidos, devido que não foi estabelecido o diâmetro da mangueira de silicone para encontrar o volume ocupado.

EXPERIMENTO 02: Comportamento de um fluido em movimento.

Objetivo: Determinar a lei que explica o comportamento de um fluido em movimento.

Materiais e Métodos:

- 02 Mangueiras flexíveis de silicone;

- 02 Becker de 600 ml;

- 01 Becker de 500 ml.

Procedimento experimental 02: Para o procedimento 02, inicialmente foi adicionado água nos dois Becker de 600 ml, de modo que ambos possuíssem a mesma quantidade de água, e também foi acrescentado um pouco do fluido no Becker de 500 ml, Becker central. Logo após, a mangueira de silicone foi preenchida com água, onde uma abertura foi posicionada no Becker da lateral e outra no Becker central, colocando assim as duas aberturas dentro do fluido ao mesmo tempo, sendo realizado o mesmo procedimento com as duas mangueiras, como pode ser observado na Figura 02.

[pic 2]

Figura 02: Comportamento de um fluido em movimento (SOUZA, 2016).

Resultados e Discussões: Este experimento confirma o teorema de Bernoulli, o qual descreve o comportamento de um fluido em movimento e traduz para os fluidos a lei de conservação de energia, onde a energia que um fluido possui permanece constante ao longo do seu percurso. No final, pode-se observar que ambos os Becker possuíam a mesma quantidade de água, mantendo assim o equilíbrio entre eles.

EXPERIMENTO 03: Medição de Vazão.

Objetivo: Realizar a medição da vazão da água pelos métodos volumétrico e gravimétrico.

Materiais e Métodos:

-Tanque volumétrico;

-Cronômetro;

-Régua;

Procedimento experimental 03:

Método Volumétrico: Para a realização deste experimento, utilizou-se um tanque volumétrico. Primeiramente com o auxílio de uma régua, descobriu-se a área do tanque, sendo esta de 31,5 x 31,5cm. Em seguida ligou-se o aparelho e deixou-se a água fluir até o momento em que sua vazão se encontrasse constante. Logo após, através de um controlador de vazão, preencheu-se esse tanque com água enquanto o tempo era cronometrado, quando este era parado pelos acadêmicos, fechava-se a vazão de água medindo-se então a altura que esta havia alcançado, dessa forma era possível descobrir o seu volume. Esse procedimento foi realizado três vezes, obtendo volumes e tempos diferentes, calculando assim a média entre eles. O experimento pode ser observado na Figura 03.