RELAT RIO 3

1. ASSUNTO

Medidas de vazão utilizando medidor de velocidades e vertedor.

2. OBJETIVOS:

Obtenção da vazão por meio de um perfil de velocidades e integrá-las isto em dutos cilíndricos e aferir (calibrar) o vertedor em canais.

3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

A definição mais simples da vazão é “o volume de determinado fluido que passa por uma determinada seção de um conduto livre ou forçado, por uma unidade de tempo” de acordo com o Wikipedia. Ou seja, vazão é a rapidez que um volume escoa. A determinação da vazão pode ser realizada através do cálculo da velocidade média ou através de medidores construídos para esta finalidade.
Nesse experimento foram utilizados dois métodos diferentes para a obtenção da vazão, o Prandtl para o escoamento no tubo, e o vertedor, para a vazão no canal.

3.1 VAZÃO NO TUBO

O tubo de Prandtl é usado para medir a velocidade nas tubulações, possui em sua extremidade “buraquinhos”, perpendicular e paralelo ao movimento, que medem as pressões estática e dinâmica, e a partir das pressões, encontramos a velocidade. Um escoamento turbulento “produz” um perfil de velocidade (gráfico 1), e a vazão é encontrada calculando-se a área de cada seção com seus respectivos valores de velocidade. A norma americana P.T.C. (1946) determina os pontos nos quais a velocidade deve ser medida (Figura 1)

Figura 1: Posições em duto circular (tubo de Prandtl), para a obtenção da vazão segundo a norma americana P.T.C. 11-1946.

Na fórmula 3, substitui a pressão no manômetro (∆H), e os cálculos previamente feitos do peso específico da água e do mercúrio, a velocidade é encontrada.

Fórmula 1: Peso específico da água.
Fórmula 2: Peso específico do mercúrio.
Fórmula 3: Velocidade.

Logo, a partir dos valores obtidos para a velocidade em cada raio, é possível calcular as velocidades médias e traçar o gráfico abaixo:

Gráfico 1: V.r x r.

3.2 VAZÃO NO CANAL Calibração do vertedouro

De acordo com o site da Itaipu o vertedouro serve para escoar a água em