ANÁLISE DE QUATRO MÉTODOS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO

Universidade de Brasília

Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária

Disciplina: Hidráulica Aplicada

Professor: Gervásio Fernando Alves Rios 

ANÁLISE DE QUATRO METÓDOS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO

Guilherme Rodrigues de Brito – 14/0142401

BRASÍLIA, 11 de abril de 2018

Sumário

1. Introdução..................................................................................................1

1.1 Descrição dos métodos utilizados.......................................................1

2 Desenvolvimento das Atividades        4

3 Conclusões Finais ..................................................................................... 9

1 Introdução

As aplicações da medição de vazão são muitas, pois a mesma é a terceira grandeza mais medida nos processos industriais, suas utilizações vão desde a mais simples aplicação, como, medição de vazão de água em estações de tratamento e residências, até medições de gases industriais e combustíveis, passando por medições mais complexas, sendo assim a escolha correta dos equipamentos é métodos depende de vários fatores. Dentre eles estão:

• Exatidão desejada para medição
• Tipo de fluído
• Condições termodinâmicas
• Espaço físico disponível
• Custo

Então os objetivos desse trabalho foram:

• Concretizar o aprendizado teórico sobre hidrométrica teórica e suas equações.
• Verificar a vazão média dos cinco métodos de medição de vazão utilizados.
• Apresentar os materiais e métodos (equações) utilizados.
• Apresentar os resultados conforme o curso de água e em conformidade com os métodos.
• Analisar as variações dos valores.

1.1 Descrição dos métodos utilizados

Os primeiros métodos utilizados em campo foi o do flutuador e do molinete, no qual se encontra embasado na equação da continuidade, sendo esses, os métodos mais comumente utilizados dentro da lógica da equação da continuidade. Os métodos embasados nessa equação, a vazão e determinada através da medição da velocidade de escoamento e da seção ou área de escoamento.

O método do flutuador, no qual foi o primeiro utilizado em campo, são simplesmente objetos flutuantes que adquirem a velocidade da corrente no qual o mesmo e aplicado. Sendo assim a velocidade na qual se encontra representa a velocidade superficial, assim multiplica-se a velocidade superficial por um coeficiente entre 0,8 e 0,9, sendo 0,85 o mais utilizado.

Para essa medição, divide-se uma área retilínea do curso de água em seções, no experimento realizado a área foi dividida em três seções longitudinais, como se segue na imagem abaixo:

[pic 1]

Figura 1: Curso de água retilíneo dividido em subseções.

• São obtidos, para cada seção longitudinal três tempos (t1, t2 e t3), obtendo em seguida por uso das equações a velocidade média de cada seção. Multiplicando o valor obtido pela correção de 0,85.

[pic 2]

• Em cada transversal, está presente subseções. Assim para obtenção da área média de cada caminho tem-se:

[pic 3]

• A vazão é encontrada através da seguinte forma:

[pic 4]

Os molinetes e micro molinetes, são equipamentos que possuem a capacidade de medir a velocidade da corrente, pois o mesmo e constituído de hélices, onde a mesma impulsionadas pela força da corrente, dão um número de rotações sendo esse proporcional a velocidade. Como a velocidade é dada pelo número de voltas por segundo obtidas no aparelho, a necessidade do uso de uma simples equação sendo essa semelhante a que se segue: , onde  =  velocidade em ms-1 ,  = intercepto,   =  coeficiente angular e  o número de rotações por segundo, que são obtidos em cada medição.[pic 5][pic 6][pic 7][pic 8][pic 9]

[pic 10]

Figura 2: equações utilizadas, na medição por micro molinete.

Outro fator importante na medição por molinete, e o fato da velocidade não ser constante em toda área, sendo assim a medição deve ser obtida em diversas subseções e a 60% da profundidade de cada subseção do curso d’água. Pois a essa profundidade se encontra a velocidade média do canal.

• A vazão e obtida utilizando a equação seguinte:

[pic 11]

O método direto ou volumétrico, e um dos métodos em que se pode obter números mais exatos de vazão, sendo usado como medida padrão, porem e uma maneira pouco utilizada, pois sua utilização só e possível em pequenos canais, já que sua medição ocorre através da coleta do escoamento em recipiente de volume conhecido (V). Sendo assim se torna um método muito trabalhoso para medições de grandes canais, além do que a dificuldade de se fazer essa coleta e infinitamente maior do que os outros métodos, seu procedimento consiste na cronometragem do tempo médio (t) necessário para preencher o mencionado volume.

• Determina-se utilizando a seguinte equação:

[pic 12]

O 4º método aplicado, foi o da medição de vazão por vertedouro, definido como qualquer obstáculo, à livre passagem da água. Existe diversos tipos de vertedouros, normalmente são construídos com chapa de aço, portanto muito das vezes são portáteis, nesse método além da utilização da equação da continuidade, aplica-se o teorema de Bernoulli:

[pic 13][pic 14]

P1 +  + pgh1 = P2 +  + pgh2[pic 15][pic 16]

• Assim aplicando a equação da continuidade e o teorema de Bernoulli chega-se a seguinte equação para determinação da vazão, conhecida como fórmula de Francis:

[pic 17]

Sendo L, a largura do vertedouro é H a carga hidráulica. Porem essa formula só e utilizada em vertedouros sem contração física, o modelo utilizado em campo foi o vertedouro com contração física, sendo assim Francis definiu uma correção de 0,1H na largura L do vertedor, assim a formula passa a ser da seguinte maneira para vertedouros com duas contrações:

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