DICAS DE 15 PENSAMENTOS E FRASES PARA EPÍGRAFE DO TCC

Resumo

Neste relatório demonstraremos o funcionamento de um medidor de vazão do tipo tubo de “Venturi”, que é classificado como um medidor do tipo deprimogênios, pois contém uma redução na seção transversal.

Neste experimento calculamos os coeficientes de descarga, ou seja, correção.

A fim de compararmos dados teóricos com os dados experimentais, foram construídos e analisados tabelas e gráficos, e por meio destes foi possível observar um pequeno erro e um bom ajuste de curvas.

Palavras chave: medidor de vazão, venturi, experimento, piezômetro, continuidade.

Introdução

O efeito Venturi, conhecido como tubo de Venturi ocorre, quando num sistema fechado, o fluido em movimento constante dentro de um duto uniforme comprime-se momentaneamente ao encontrar uma zona de estreitamento diminuindo sua pressão e consequentemente aumentando sua velocidade ao atravessar a zona estreitada onde ocorre "também" uma baixa pressão, e se neste ponto se introduzir um terceiro duto ou uma sonda, encontrará uma sucção do fluido contido nessa ligação. Este efeito, demonstrado em 1797, recebe seu nome do físico italiano Giovanni Battista Venturi.

O efeito Venturi é explicado pelo Princípio de Bernoulli e o princípio de continuidade de massa. Se o fluxo de um fluido é constante, mas sua área de escoamento diminui então necessariamente sua velocidade aumenta. Para o teorema a conservação da energia se a energia cinética aumenta, a energia determinada pelo valor da pressão diminui obrigatoriamente.

A vazão pode ser determinada a partir do escoamento de um fluido através de determinada seção transversal de um conduto livre (canal, rio ou tubulação aberta) ou de um conduto forçado (tubulação com pressão positiva ou negativa). Isto significa que a vazão representa a rapidez com a qual um volume escoa.

Procedimento Experimental

As equações básicas são:

a)      Equação da Vazão:

b)      Equação da Continuidade:

c)      Equação de Bernoulli:

Para a resolução, é preciso adotar algumas hipóteses simplificadoras:

1)      O escoamento é permanente.

2)      O escoamento é incompressível.

3)      O escoamento será tomado ao longo de uma linha de corrente.

4)      Desprezar o atrito.

5)      Tubulação disposta horizontalmente.

Figura 1: Tubo de Venturi

Primeiramente precisamos saber qual é a vazão do conduto, e para isso vamos usar um tanque de área quadrada ou circular previamente conhecida. Para iniciarmos, o tanque deve estar totalmente vazio, e em seqüência precisamos ajustar o fluxo de saída do fluido no conduto que irá encher o tanque, a fim de determinarmos exatamente esta vazão para continuarmos o experimento. E para determinar a vazão vamos encher o tanque até certo nível qualquer sempre cronometrando o ponto certo da hora que vazão começou a encher o tanque até a hora que terminou a vazão.

Agora para saber a vazão exata deste conduto é bem simples, basta medir a altura do fluido que encheu o tanque e multiplicar pela sua área da base, obtendo assim o volume total de fluido despejado, agora só dividir pelo tempo cronometrado para se obter a vazão.

Vamos aplicar a Equação da Energia de (1) a (2) (Fig. 1) supondo o fluido ideal, isto é, vamos aplicar a equação de Bernoulli:

A velocidade obtida nesta expressão será indicada por V²t ou velocidade teórica, pois é o valor obtido, supondo-se o fluído ideal.

Multiplicando V²t pela área da seção mínima do medidor (Venturi), obteremos a vazão teórica (Qt).

Para determinar a vazão real (Q) será necessário multiplicar a vazão teórica por um coeficiente de correção definido da seguinte forma.

Este coeficiente é adimensional, logo:

Precisamos ter os valores A2,D2 e D1 e são conhecidos, então vamos colocar em uma só equação, criando assim uma constante K:

O número de Reynolds é calculado pela formula:

(V1*D1) dividido pela Viscosidade Cinemática do Fluido

Fórmula da constante K encontrada pelo Excel:

=(((0,02^2*3,14)/4)*RAIZ(2*9,8))/(RAIZ(1-(0,02/0,029)^4))

Resultado: 0,001580333

O procedimento deve ser realizado várias vezes com vazões e variações de tempo diferentes para que se consiga construir um gráfico e obter valores mais precisos.

Resultados

A seguir contém a tabela com seis medições realizadas de vazão e a altura da diferença das colunas d’água.

Área da base: 0,0973 m²

D1= 0,029 m

D2= 0,02 m

-	Ay		t		Qreal	h	Cd	V1	Re
Unidade	m		s		m³/s	m	-	m/s	-
1	0,35		20		0,00170275	1,35	0,927332564	2,579201284	74796,83725
2	0,4		25		0,0015568	1,14	0,922639202	2,358126889	68385,67977
3	0,345		25		0,00134274	0,84	0,927051348	2,033884441	58982,6488
4	0,365		30		0,001183817	0,65	0,929135979	1,793158988	52001,61066
5	0,355		35		0,0009869	0,45	0,930932941	1,49488401	43351,63628
6	0,335		45		0,000724344	0,24	0,935601735	1,097184038	31818,33712
Constante K		0,001580333

Conclusão

O Tubo de Venturi é um medidor de vazão com qual podemos verificar mudanças de velocidade e pressão dentro do Tubo.

O aumento de energia cinética no fluído é compensado pela perda de pressão, isto sendo explicado pela conservação de energia.

O coeficiente de descarga que é um ajuste entre os dados teóricos e os dados coletados devido à perda de carga pode variar dependendo do material que o tubo foi construído pelo qual percorre o fluido ou o ar.

A utilização do Tubo de Venturi é amplamente empregada na Indústria e na Medicina como exemplo: Sistema Circulatório, Extintores, Carburadores dentro outras aplicações.