Lab MecFlu - Medidores de vazão

Mecânica dos Fluidos

                Relatório de Laboratório

Medidores de Vazão

Nome: Aluno Preguiçoso Cagão        RA: XX000-0

Turma:            Sala:           Curso: Engenharia Mecânica       Data: 31/05/2016

Professor:  

UNIP - 2016

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Objetivo do experimento

        Comparar o funcionamento de alguns tipos de medidores de vazão e determinar seus coeficientes de descarga, através da medição da pressão na secção de área maio e menor, utilizando-se em seguida a Equação da Continuidade e a Equação de Bernoulli.

Descrição do experimento

         Utilizando-se de uma bancada de hidráulica (fig.1), o experimento consiste em medir as pressões e a vazão do sistema e determinar a vazão mássica como segue a seguir:

        1 – Vazão através da tubulação (sem redutores ou alargadores) ;

        2 – Vazão através de Tubo de Venturi;

        3 – Vazão através de Placa de Orifício;

As pressões foram coletadas através de conexão de manômetro de mercúrio em pontos distintos (fig.2) de acordo com o ponto de instalação dos dispositivos mencionados. As vazões foram coletadas/medidas utilizando cronômetro e reservatório calibrado. Esse procedimento foi repetido dez vezes em cada medição para garantir a acuracidade. O tempo de cada medição foi de 15 segundos.

Fig.1 – Bancada hidráulica

Fig.2 – Pontos de conexão do manômetro

Descrição dos medidores (redutores de secção – deprimogênios)

        1 – Placa de orifício

        A estrutura deste se resume a uma placa transversal ao escoamento, de pequena espessura, com um pequeno furo cilíndrico. Esta variação na secção transversal do escoamento leva ao aumento da velocidade e queda de pressão. Logo após a placa de orifício, existe a formação da vena contracta e das regiões de recirculação. Quando a área volta ao tamanho normal, a velocidade e a pressão retornam ao estado original. Entretanto, como ocorre uma variação brusca da área, é gerada uma grande turbulência que resulta em perda de carga e diminuição na precisão da medição. Pela simplicidade deste dispositivo ele é o mais barato e mais fácil de confeccionar para este tipo de medição.

        2 – Tubo de Venturi

        Este dispositivo consiste de uma variação suave em sua forma geométrica de modo a reduzir as regiões de recirculação e turbulência, resultando em uma precisão maior na medição e da redução da perda do coeficiente de descarga.

Equações utilizadas

Equação da Continuidade

[pic 1]

Equação de Bernoulli

[pic 2]

Vazão em massa teórica

[pic 3]

Vazão em massa prática

[pic 4]

Condições necessárias para a resolução (limitações)

        Devido a restrições na aplicação da Equação de Bernoulli, esta só pode ser confiavelmente utilizada respeitando os seguintes parâmetros:

        1- O escoamento é permanente;

        2- O escoamento é incompressível;

        3- O escoamento será tomado ao longo de uma linha corrente;

        4- O atrito é desprezível (atrito devido à viscosidade);

        5- Z1 = Z2

Dados do experimento

Tubulação livre (tempo de 15 s)

[pic 5]

Placa de Orifício (tempo de 15s)

[pic 6]

Tubo de Venturi (tempo de 15s)

[pic 7]

Análise de incertezas

        Devido ao número de pessoas envolvidas na viabilização do experimento e à natureza manual do processo, erros podem ocorrer na aquisição de dados. Estes erros são frutos da natureza humana dos indivíduos envolvidos ou de natureza mecânica do equipamento utilizado. Entre os erros mais comuns podem ser citados:

a. Erro de paralaxe na leitura do manômetro;

b. Atraso no disparo do interruptor de liga/desliga da eletrobomba;

c. Atraso na ativação e desativação do cronômetro;

d. Erro de paralaxe na leitura do reservatório calibrado;

e. Possível inconsistência no funcionamento da bomba, que pode ser causado por diversos fatores;

f. Vasamentos no sistema;

Cálculos e análise dos dados

        Para a análise dos dados convem adotar a média aritmética.

        Placa de Orifício

        Para a placa de orifício a média aritmética dos dados obtidos e respectivos cálculos é como segue: