ATPS: Objetivos do experimento "Medida de vazão – tubo de Venturi"

Objetivo

O objetivo do experimento “Medida de vazão – tubo de Venturi” é encontrar a vazão teórica (Qteórica) e comparar com a vazão medida (Qmedida).

Introdução

O tubo de VENTURI é um aparelho usado para medir a velocidade de escoamento de um fluido em um cano cilíndrico. Este aparato foi criado por Giovanni Battista Venturi para medir a velocidade do escoamento e a vazão de um líquido incompressível através da variação de pressão durante a passagem deste líquido por um tubo de secção mais larga e depois por outro de secção mais estreita.

Neste experimento usaremos o tubo de Venturi para acharmos a velocidade de escoamento e posteriormente a vazão teórica (Qteórica) e comparar com a vazão medida (Qmedida).

Medida de vazão (tubo de Venturi)

O tubo Venturi, foi idealizado pelo cientista italiano Venturi em 1791 e usado como medidor de vazão em 1886 por Clemens Herschel, sendo constituído por um bocal convergente - divergente (figura 5.19).

O medidor Venturi (ABNT, 1988) tem uma forma que tenta imitar os padrões de escoamento através de uma obstrução carenada em um tubo. O medidor clássico, ou de Herschel, é raramente usado, pois é muito grande tornando-o inconveniente para instalações industriais além de ser caro para fabricação. Uma facilidade é que os medidores de Venturi são autolimpantes devido sua superfície interna ser lisa. O Venturi moderno consiste de uma seção de admissão de bocal de escoamento padrão e uma expansão de saída cônica não maior que 30º e sua faixa de nº de Reynolds recomendada é de 1,5x105 a 2x105.

O medidor Venturi é constituído de uma seção a montante do mesmo diâmetro do conduto, que através de uma seção cônica convergente (ângulo geralmente de 20 a 30º); o leva a uma seção mínima, garganta do Venturi, e através de uma seção cônica divergente (ângulo geralmente de 5 à 14º) gradualmente retorna ao diâmetro do conduto.

O difusor cônico divergente gradual à jusante da garganta fornece excelente recuperação da pressão; e isto garante uma pequena perda de carga neste tipo de aparelho, perda geralmente compreendida entre 10 a 15 por cento da carga de pressão entre as seções (1) e (2).

Deve-se salientar que este tipo de aparelho é relativamente caro em relação, por exemplo, a um medidor tipo placa de orifício, porém, por propiciar pequena perda de carga é recomendado para instalações onde se tem uma vazão de escoamento elevada e onde se deseja um controle contínuo. Para se diminuir o custo do medidor Venturi o mesmo é construído com ângulos maiores que chegam à 30º e 14º, respectivamente no convergente e divergente.

Dados experimentais mostram que os coeficientes de descarga para os medidores de Venturi variam de 0, 980 a 0, 995 para nº de Reynolds elevados ( Re > 2x105).

O medidor de Venturi, assim como a placa de orifício, produz diferencial de pressão proporcional ao quadrado da vazão em massa. Na prática o tamanho do medidor deve ser escolhido de modo a acomodar a maior vazão esperada.

Procedimento experimental

Material utilizado para a realização do experimento:

- Tubo de Venturi;

- Cronômetro;

- Bomba hidráulica;

- Reservatório com graduação em litros;

- Manômetro

Descrição do experimento:

Primeiramente ligamos a bombacom o registro instalado na tubulação fechado.

Bomba

Deste modo iniciaremos o experimento abrindo o registro.

Para efeito de estudo iremos coletar três vazões diferentes, determinadas pela abertura do registro.

Registro

Em seguida acharemos as alturas manométricas para cada vazão no tubo de Venturi para posteriormente usarmos nos cálculos.

Manômetro Tubo de Venturi

Feito isso, cronometramos para cada vazão o tempo necessário para a água atingir certo volume no reservatório graduado.

Reservatório graduado Cronômetro

Com os dados coletados, calcularemos a velocidade do fluido (V2) e a vazão medida (Qmedida).

Com