Bocais,vertedouros eorificios

ESTUDO DOS ORIFÍCIOS, BOCAIS E VERTEDORES
Introdução: • Fundamento teórico simples acompanhado de resultados experimentais

I. - Orifícios:
São aberturas de forma geométrica definida, executadas nas paredes de um reservatório, canal ou tanque. Quando a abertura chega até à superfície livre do líquido, que escoa em um canal, tem-se um vertedor.

Orifício

Vertedor

I.1 - Classificação dos orifícios: • Quanto à forma: circulares, triangulares, retangulares, etc. • Quanto às dimensões relativas: Grandes => d > h/3 Ac - seção contraída Pequenos => d < h/3 • Quanto à espessura da parede: e Em parede delgada => e < 0,5 d
(o jato toca somente o perímetro interno do orifício); d h

d

Vr

e d

e

L d

Em parede espessa => 0,5 d < e < 1,5 d
(o jato adere-se ao interior da parede);

Bocal padrão => 2d < L < 3d

parede delgada parede espessa

Bocal

I.2 - Orifícios pequenos em paredes delgadas: h => carga do orifício Vr => velocidade de fluido real Vt => velocidade de fluido ideal Cv => coeficiente de velocidade; Cv = 0,97 a 0,985 A0 => área do orifício Ac => área da seção contraída; Ac = Cc.A0 Cc => coeficiente de contração; Cc = 0,62 a 0,64 Qt => vazão de fluido ideal Q => vazão de fluido real; Q = Cd.Qt Cd => coeficiente de descarga ou vazão Cd = Cc.Cv => Cd = 0,61 a 0,62 I.3 - Orifícios afogados: Coeficientes aproximadamente iguais aos correspondentes dos orifícios com descarga livre. I.4 - Orifícios de grandes dimensões:

1 h 2

Vr= Cv Vr

2gh x y

Q = Cd . Qt = Cd . A0 . 2gh

1 h1 2

h h2

Q= Cd .Qt = Cd .A0. 2gh h2 h h1

Como a velocidade v dos filetes que atravessam o orifício varia com a carga h, admite-se o grande orifício como sendo composto por faixas de altura infinitesimal.

v
L
3 3

dh

2 h 2 − h1 2 Integrando-se a vazão para toda a seção do orifício, obtém-se: Q = .Cd.A0. 2g. 2 3 h2 − h1

I.5 - Perda de carga através dos orifícios: É igual à diferença entre a carga cinética relativa ao fluido