Tubo de Venturi

SUMÁRIO

1.        INTRODUÇÃO        

2.        MATERIAL UTILIZADO        

3.        PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL        

4.        RESULTADOS E DISCURSSÕES        

5.        CONCLUSÃO        

6.        REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA        

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1. INTRODUÇÃO

        

Daniel Bernoulli foi um físico e matemático suíço do século XVIII, que em 1738 estabeleceu umas das equações mais utilizadas na mecânica dos fluidos conhecida por Equação de Bernoulli. Esta equação exprime, no fundo, a conservação da energia mecânica nos fluidos ideais, afirmando que, em qualquer ponto do fluido, há uma relação constante entre três grandezas: velocidade, pressão e energia potencial do fluido. É um dos princípios fundamentais da mecânica dos fluidos, uma vez que, com algumas correções (considerando-se a compressibilidade e a viscosidade dos fluidos reais), pode, ser aplicado ao movimento de qualquer tipo de fluido. Acima de tudo, ele permite calcular a velocidade de um fluido medindo-se as variações de pressão (a diminuição de velocidade provoca o aumento de pressão e vice versa).

        Supondo que, em um intervalo de tempo ∆t, um volume ∆V do fluido entra pela extremidade esquerda de um cano e um volume igual sai pela extremidade direita do mesmo. Sendo o fluido incompressível, com massa específica constante, o volume que sai deve ser igual ao volume que entra. Assim, sendo y1, v1 e p1 a altura, a velocidade e a pressão do fluido que entra no lado esquerdo, e y2, v2 e p2 os valore correspondentes do fluido que sai do lado direito. Aplicando a lei da conservação de massa, temos que esses valores assim se relacionam:

P1 +v1² +gy1 =P2 +v2² +gy2 [pic 1][pic 2]

        Essa equação também pode ser escrita como:

P +v² +gy= constante[pic 3]

        Esta equação estabelece uma relação precisa entre as variáveis velocidade V, pressão p e a altura y, que caracterizam este tipo de escoamento ao longo de uma linha de corrente. Assim, estes parâmetro não podem variar independentemente uns dos outros. Consequentemente, a mesma pode ser escrita de várias formas, sendo uma delas apresentada abaixo:

[pic 4]

Nesta forma, os termos da Equação de Bernoulli apresentam dimensões de comprimento, sendo:

• O termo  designado de altura dinâmica[pic 5]
• O termo  designado de altura estática[pic 6]
• O termo y é designado de altura geométrica.

A Equação de Bernoulli possui diversas aplicações, mas é estritamente válida apenas para fluidos ideias. Com ela pode-se determinar a velocidade de um fluido dentro de um tubo. Medidores com o Tubo de Venturi podem ser utilizados para determinar o módulo da velocidade de escoamento de um líquido no interior de uma tubulação.  Neste caso, devido à idêntica altura geométrica a que se verifica o escoamento, no Tubo de Venturi, a Equação de Bernoulli se reduz a:

[pic 7]

[pic 8]

Além disso, temos que a soma das alturas dinâmica e estática, resulta na altura de estagnação.

        Neste relatório, teremos como objetivo encontrar os valores para a velocidade calculada, para velocidade experimental, para a vazão e para a pressão dinâmica em cada seção.

1. MATERIAL UTILIZADO

• Dispositivo HM 150.07;
• Cronômetro;
• Água;

1. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

        Com o dispositivo HM 150.07 em funcionamento, primeiramente cronometramos a vazão de 10 litros de água com o tempo de 102 segundos. Em seguida anotamos a área de cada seção do dispositivo que são apresentadas na tabela abaixo:

TABELA 1

SEÇÃO	ÁREA [pic 9]
[pic 10]	[pic 11]
[pic 12]	[pic 13]
[pic 14]	[pic 15]
[pic 16]	[pic 17]
[pic 18]	[pic 19]
[pic 20]	[pic 21]

        

Adotamos como base a altura estática do capilar da seção 1 e da seção 3, que foram respectivamente, 135 mm e 70 mm. Essas medidas permaneceram constantes até o fim do experimento, indicando assim que a vazão permaneceu também constante, para que o experimento fosse válido. Em seguida, mudando de seção para seção com a agulha do dispositivo, anotamos a altura estática e de estagnação de cada uma e os dados são apresentados na tabela abaixo:

TABELA 2

SEÇÃO	ALTURA ESTÁTICA ()[pic 22]	ALTURA ESTAGNAÇÃO ()[pic 23]
01	210	217
02	205	217
03	112	216
04	175	208
05	185	202
06	198	210