ESCOLA DE ENGENHARIA DE PIRACICABAFundação Municipal de Ensino de

PiracicabaAv. Monsenhor Martinho Salgot, nº 560 –

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Prática 04

Medida de Vazão Utilizando Medidores deVelocidade com Integração de Perfil e com

Vertedores

André Rosaboni Fernandez 201200700

Carlos Eduardo Vaz 201200697

Daniel Rodrigues Carlos 201200716

Piracicaba2014

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ÍNDICE

1. OBJETIVO______________________________________________________________________________________3

2 INTRODUÇÃO__________________________________________________________________________________32.1. Conceitos______________________________________________________3

3. Montagem_____________________________________________________________________________________4

4. Metodologia do Ensaio_______________________________________________________________________5

5. Dados e Interpretação_______________________________________________________________________5

6. Conclusão_____________________________________________________________________________________7

7. Bibliografia

__________________________________________________________________7

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1 - OBJETIVO

Obter um perfil de velocidade em dutos cilíndricos e integrá-

lo para obter a vazão. Essa vazão servirá de comparação para obter-

se o coeficiente de três tipos de vertedores.

2 – INTRODUÇÃO2.1 - Conceitos

O escoamento turbulento em duto cilíndrico estabelece-se

segundo um perfil de velocidade. Pela medida da velocidade em

diversos pontos, pode-se determinar o perfil de velocidade, e obter

a vazão por integração gráfica. As normas de medida de vazão

preveem pontos de medida com tubo de Prandtl, de modo a se obter a

vazão por simples multiplicação. A norma americana fornece os

pontos de medida conforme a figura 1.

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Figura 1 – Posições em duto circular, para tubo de Prandtl segundo a norma

americana P.T.C. 11-1946

As medidas devem ser feitas em 2 diâmetros perpendiculares. A

vazão será calculada como:

Q = V. A

Onde:

V = média aritmética das medidas (m / s)

A = área do tubo (m2)

A vazão medida pelo tubo de Prandtl, será a mesma que verterá

por 3 tipos de vertedores colocados na canaleta.

Teoricamente, a vazão no vertedor pode ser calculada pela

equação de Bernoulli fornecendo uma vazão teórica.

Para o vertedor retangular, temos:

Qt=23 √2gLH3/2

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Normalmente é recomendada uma correção de ajuste do

coeficiente a 60% do valor teórico, fornecendo:

Q = 1,77. L. H3/2

Para o vertedor triangular, temos:

Q = 1,77 (L – 0,2. H) H3/2

Para o vertedor triangular, temos:

Qt=815

2gtg∅2H5/2

Aplicando-se o fator de correção 0,6 para um vertedor

triangular com ângulo θ = 90°, fica:

Q = 3,03 L.H3/2

3 - MontagemA prática consta da calibração de vertedores, por comparação

determinada por tubo de Prandtl.

Deverá ser montado o tubo de Prandtl, substituindo o diafragma

de 3 polegadas.

Deverão ser montados na canaleta, nas tomadas de pressão 2, 4

e 6 os três vertedores: retangular, triangular e de parede espessa,

nesta ordem.

As tomadas de pressão do tubo de Prandtl deverão ser ligadas

por meio da mangueira plástica ao manômetro nº 4 do quadro de

medidores.

As tomadas de pressão da canaleta, de nºs 1, 3 e 5 poderão ser

usadas para determinar a carga sobre os vertedores.

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4 - Metodologia do EnsaioPreparação do Sistema

Fechar todos os registros. Verificar se todas as tomadas de

pressão não utilizadas encontram-se devidamente fechadas.

Acionar a bomba hidráulica. Não haverá reação nos medidores.

Abrir o registro de alimentação da canaleta, regulando-o para

a máxima carga do vertedor retangular.

Nestas condições o sistema está pronto para as leituras de

dados.

5 - Dados e InterpretaçãoEra para se ter feito vinte medições de pressão pelo tubo de

Prandtl, mas não estava marcando corretamente no manômetro, para o

cálculo de vazão. Para fazer o cálculo de vazão foi realizada

medições no balde graduado e cronometrado o tempo para o cálculo da

vazão:

Q=Vt

=134,6 = 2,83 L/s = 0,00283 m

3/s

Carga do vertedor retangular. Conhecendo-se a carga H do

vertedor, e a vazão Q, pode-se tirar o coeficiente C, de acordo com

a equação:

Q = C (L – 0,2H) H3/2

Dados:

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L = 0,11 m

H = 0,047 m

0,00283 = C (0,11 – 0,2. 0,047) 0,0473/2

C = 2,76

Carga do vertedor triangular. Conhecendo-se a carga de H do

vertedor, e a vazão Q, pode-se tirar o coeficiente C, de acordo com

a equação:

Q = CH5/2

Dados:

H = 70 mm = 0,07m

0,00283 = C. 0,075/2

C= 2,18

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Carga do vertedor de parede espessa. Conhecendo-se a carga H e a

vazão Q, poderá ser determinado o coeficiente C de acordo com a

equação:

Q = CLH3/2

Dados:

H = 49 mm = 0,049 m

L = 15 cm = 0,15m

0,00283 = C. 0,15. 0,0493/2

C = 1,74

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6 - ConclusãoA prática mostra como obter dados para calibração dos

vertedores, comparando três tipos de vertedores distintos. Na

prática não foi utilizado o tubo de Prandtl para obtenção da vazão,

pois o manômetro não estava mostrando corretamente a leitura, foi

utilizado um balde graduado e cronometrado o tempo para encontrar a

vazão. Com os dados obtidos foram encontrados os três coeficientes

aproximados do teórico.

7 - BibliografiaMecânica dos Fluídos – 2º edição revisada – Franco Brunetti –

Editora Pearson

Módulo experimental Mec. Fluídos Líquido.

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