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Sexta Atividade Titulo: Experiência da Placa de Orifício Objetivo: Através do experimento verificar a funcionalidade da Placa de orifício,suas aplicações Embasamento Teórico: Medidor Tipo Placa de Orifício O medidor tipo placa de orifício ou diafragma é constituido por uma placa delgada, na qual se abre um orifício e é utilizado em conduto forçado figura (5.22). Como a geometria deste tipo de medidor é simples, apresenta um custo baixo ao ser comparado com o tipo Venturi, porém a expansão descontrolada a sua jusante acarreta elevada dissipação de energia figura (5.23).

Sexta Atividade placa de orificio

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Sexta Atividade

Sexta Atividade Titulo: Experincia da Placa de OrifcioObjetivo:Atravs do experimento verificar a funcionalidade da Placa de orifcio,suas aplicaes

Embasamento Terico: Medidor Tipo Placa de Orifcio O medidor tipo placa de orifcio ou diafragma constituido por uma placa delgada, na qual se abre um orifcio e utilizado em conduto forado figura (5.22).

Como a geometria deste tipo de medidor simples, apresenta um custo baixo ao ser comparado com o tipo Venturi, porm a expanso descontrolada a sua jusante acarreta elevada dissipao de energia figura (5.23).

Devemos notar que a tomada de presso para as placas de orifcio influenciam nos coeficientes de correo usados, sendo que inicialmente consideramos a situao representada pela figura 5.22 . Temos : CC 1,0 ; Amn = A0 e Cd = CV . CC e isto nos permite reescrever a equao 5.24, obtendo a equao para o medidor tipo placa de orifcio (equao 5.28).

Para se obter resultados precisos com o medidor tipo placa de orifcio, o mesmo deve ser instalado no mnimo a 40 x Dtubo jusante de uma singularidade, se a mesma existir. Ao analisarmos a equao 5.28, verificamos que a sua utilizao apresenta certa dificuldade, principalmente no que se refere a obteno de CC , por este motivo introduz-se um novo coeficiente de correo, que denominado de coeficiente de escoamento e comumente representado por C, o qual obtido experimentalmente e funo do nmero de Reynolds de aproximao (Re1) e da relao D0/D1 (figura 5.24).

O coeficiente de escoamento (C) definido pela equao 5.29.

Atravs da equao 5.29, obtemos a nova equao para a determinao de vazo real do medidor tipo placa de orifcio (equao 5.30).

Na escolha de um medidor de vazo, devemos considerar os seguintes tens: custo;

preciso de leitura;

a necessidade de calibrao;

a facilidade tanto da instalao como da manuteno.

Atualmente aps a anlise dos tens mencionados anteriormente, podemos afirmar que geralmente a escolha feita pelos medidores tipo placa de orifcio (diafragma), por este motivo mencionamos que existe um trabalho baseado na norma ISO 5167 cuja primeira edio data de 1980, que esta sendo adaptado pela ABNT e que bsico para a determinao dos coeficientes de correo deste aparelho. Em futuras edies, apresentaremos um resumo deste trabalho.5.6.2.6 Bocais de Fluxo Este tipo de medidor de vazo praticamente intermedirio, tanto em relao custo, como em relao a dissipao de energia comparado ao tipo Venturi e ao tipo placa de orifcio. O inesquecvel Professor Azevedo Neto (Em seu livro Manual de Hidrulica editado pela Editora Edgard Blcher Ltda na 7 edio pgina 66) define de uma forma clara os bocais: Os bocais ou tubos adicionais so constitudos por peas tubulares adaptadas aos orifcios. Servem para dirigir o jato. O seu comprimento deve estar compreendido entre vez e meia (1,5) e trs (3,0) vezes o seu dimetro. De um modo geral, e para comprimentos maiores, consideram-se comprimentos de 1,5 a 3,0D como bocais, de 3,0 a 500D como tubos muito curtos; de 500 a 4000D (aproximadamente) como tubulaes curtas; e acima de 4000D como tubulaes longas. Os bocais geralmente so classificados em : cilindros (interiores ou reentrantes) e exteriores - cnicos (convergentes e divergentes).As figuras 5.25 e 5.26 representam exemplo de bocal cililindro e cnico respectivamente.

Considerando o bocal instalado em um reservatrio (figura 5.26) a determinao do seu coeficiente de velocidade anloga a apresentada para a determinao da equao 5.15 e 5.16, respectivamente:

Onde:

J a determinao do coeficiente de contrao se for experimental, consiste na determinao da rea contrada (AC) por intermdio de parafusos CALANTES solitrios a uma coroa suporte (figura 5.27), que deve ser instalada a uma distncia L.

Salientamos que esta maneira apresentada para a determinao da rea contrada bastante imprecisa, devendo ser substituda por outro mtodo, onde o mais comum consiste na determinao do CV, como o mencionado, e na determinao do coeficiente de vazo (Cd) e a partir da a determinao de CC pela equao 5.31.

Considerando o bocal instalado no interior da tubulao, nesta situao, voltamos a usar o coeficiente de escoamento (K) e a situao representada pela figura 5.29, onde a presso p1 medida a uma distncia D1 montante do bocal e a presso p2 quando termina o bocal.

Como CC = 1,0 , podemos especificar o coeficiente de escoamento (K) pela equao 5.32 .

Devemos notar que os valores de K > 1,0 , so devido ao denominador ser menor que 1,0. O grfico representado pela figura 5.30, mostra K = f (Re1) , onde salientamos que para Reynolds de aproximao maiores cerca de 2 x 105 observa-se que o K permanece constante.Figura 5.30Croquis do equipamentos:

Procedimento Experimental:1 Abrir o registro geral para que haja o escoamento do fluxo de gua atravs da tubulao.2 Abrir o registro de sada do reservatrio deixar escorrer a gua at atingir o nvel inicial de 15 cm na rgua de medio anexa ao tubo transparente do nvel do reservatrio.

3 Abrir o registro de entrada do reservatrio procurando colocar o sistema em REP.

4- Posicionar um elemento do grupo com um cronmetro para medio do tempo.

5- Realizar testes entre o observador do nvel e o operador do cronmetro para aferio de preciso no teste.

6 Posicionar um operador junto ao orifcio do reservatrio onde esta a placa de orifcio para tampar o furo quando solicitado.7 Estando o sistema em REP , iniciar a experincia tampando o furo do orifcio e aguardar atingir o nvel inicial de 30 cm para iniciar a cronometragem.

8- Chegando aos 30 cm iniciar a cronometragem at o nvel atingir 40cm. Parar a cronometragem e medir o tempo colocar o sistema em REP e verificar no quadro onde o feixe de gua cruza com o y= 15cm (distncia do centro do furo do orifcio com a tabela) , contar o quadrados e somar 21,5 cm . Anotar os resultados na tabela.

9 Repetir o procedimento para o h= 45 , 60 , 75 e 90 cm anotando os resultados na tabela.

10 Deixar encher o reservatrio at 90 cm , manter o furo do orifcio tampado, fechar o registro de entrada do reservatrio, destampar o orifcio e iniciar a cronometragem at que o nvel do reservatrio atinja 60cm , parar a cronometragem e anotar os valores na planilha .Levantamento de Dados:

Dados:Dres ( mm )Do ( mm )H2O (cSt)

22281

Levantamento de dados:

h ( cm )(30)(45)(60)(75)(90)

x ( cm )29,536,540,545,554,5

y ( cm )1515151515

h ( cm )1010101010

t ( s )46,439,435,030,525,4

Tempo de esvaziamento: (sem alimentao) desde: h1 = 90 cm; at: h2 = 60 cmt1;2 = 101,20

Memorial de Clculo:Calculo da rea do reservatrio: Ares. = . Dres / 4 ( Ares. = . 222 / 4 ( Ares. = 38.707 mmCalculo da rea do orifcio da placa :

Ao = . Do /4 ( Ao = . 8/ 4 ( Ao = 50 mm

Calculo do vt ( velocidade terica):

Vt = 2.g.h sendo g= 10m/s temos para cada h obtido o seguinte resultado:

h (cm)30,0045,0060,0075,0090,00

vt (m/s)2,453,003,463,874,24

Calculo do vr (velocidade real) ;

Vr = x (g / 2y) , sendo g = 10m/s temos para cada y obtido o seguinte resultado:

z ou y (cm)15,0015,0015,0015,0015,00

vr m/s)1,702,112,342,633,15

Calculo do CV ( coeficiente de velocidade):Cv = Vr / Vt sendo este < 1 e adimensional temos para os valores obtidos de Vr e Vt correspondentes os seguintes valores:

Cv0,700,700,680,680,74

Calculo do Qt ( vazo terica ):

Qt = Vt . Ao , sabendo que Ao igual a 50 mm obtemos os seguintes valores de Qt para cada Vt obtido:

Qt (l/min)7,399,0510,4511,6812,80

Calculo do Qr ( vazo real):

Qr = (h . Ares) / t , sabendo que Ares = 38.707 mm e com os valores obtidos respectivamente dos h e t obtemos os seguintes valores de Qr:

h (cm)10,0010,0010,0010,0010,00

t (s)46,4039,4035,0030,5025,40

Qr (l/min) 5,01 5,89 6,64 7,61 9,14

Calculo do Cd ( coeficiente de descarga ou de vazo):

Cd = Qr / Qt sendo este < 1 e adimensional temos para os valores obtidos de Qr e Qt correspondentes os seguintes valores de Cd:

Qt (l/min)7,399,0510,4511,6812,80

Qr (l/min) 5,01 5,89 6,64 7,61 9,14

Cd 0,68 0,65 0,64 0,65 0,71

Calculo do Cc ( coeficiente de contrao):

Cc = Ac / Ao sendo este