Medidores de vazão por estrangulamento

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ – UFPR
Disciplina: TQ083 – Fenômenos de Transporte Experimental I
Professora

MEDIDORES DE VAZÃO POR ESTRANGULAMENTO,
VENTURI

Curitiba, 9 de Maio de 2012
INTRODUÇÃO
O tubo de Venturi é um dispositivo que possui um formato característico, com uma seção inicial maior, após há um estrangulamento, e novamente uma seção mais larga. Ao passar pelo tubo, o fluido sofre uma variação de velocidade, pois, segundo o princípio de Bernoulli, para uma mesma vazão mássica, a variação da seção transversal implica numa variação de velocidade.
À medida que a seção diminui, a velocidade aumenta. Pelo teorema da conservação de energia, para que a energia cinética aumente, devido ao aumento de velocidade, é necessário que a energia de pressão do fluido diminua, e vice-versa. Fato que já foi observado no experimento de Balanço de Energia em tubo de Venturi. Essa variação de pressão permite a determinação da vazão mássica de um fluido. O método mais utilizado para essa determinação é o das pesagens,o qual foi utilizado no experimento.
A equação que relaciona a variação de pressão e a vazão mássica segue abaixo: m=Cv.A2.-2.ρH2O.∆P(1-β4) (1) Onde “m” é a vazão mássica (kg/s), “Cv” é o coeficiente de velocidade, “A2” é a área da seção correspondente ao estrangulamento (m²), “ρH2O” é a densidade da água (1000 kg/m³) e “β” é o quociente entre “D2” e “D1”. Em que o subscrito 2 corresponde à seção do estrangulamento e 1 corresponde à seção larga antes do estrangulamento. Isolando o “Cv”, obtém a equação (2):
CV=mA2. -2.ρH2O.∆P1-β4 (2) O cálculo de “∆P” é feito através da relação a seguir:
1mm = 123,51Pa (3) A equação que permite calcular o Número de Reynolds é:
Re=4.mπ.μ.D1 (4) Sendo “μ” a viscosidade em cP.
Cálculo da vazão mássica através da massa e o tempo, ambos determinados experimentalmente: m=m/t (5) Em que “m” é a massa em kg e “t” é o tempo em segundos. A partir do gráfico a seguir encontra-se o