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O coeficiente de descarga é definido como a razão entre a vazão real e a vazão máxima (teórica) que um dado dispositivo pode fornecer.
O coeficiente pode ser calculado a partir equação:
Cd = Q/A√2gΔh
Onde:
Q = Vazão de entrada do reservatório
A = Área da seção transversal do orifício.
G = aceleração da gravidade, considerada igual a 9,8 m/s²
Δh = altura da coluna da água até o centro do furo
Objetivos:
Determinar o coeficiente de descarga de reservatórios, com diferentes vazões e diâmetros de orifício.
Descrição do experimento:
Para obter os termos necessários para calcular o coeficiente de descarga com a fórmula descrita, foram usados instrumentos de medição como medidores de vazão e régua para medir a altura de água no reservatório, diâmetro do furo conhecido, e gravidade conhecida.
O reservatório era abastecido por uma tubulação de água com vazão constante e previamente medida, enquanto um dos furos era aberto. Aguardou-se até que a altura do fluido se estabilizasse e foram anotadas as medidas. Procedimento repetido para diferentes vazões e diâmetro do furo.
O sistema era composto por um reservatório de água que era abastecido por uma bomba, que pegava água de um reservatório maior subterrâneo, uma tubulação que conduzia essa água até o reservatório onde seriam feitas as medidas do experimento, uma válvula para controlar a vazão, e instrumentos de medição.
O coeficiente de descarga (Cd) é a razão entre a velocidade máxima (teórica) e a velocidade real do fluido, logo se faz necessário relacionar estas velocidades com os valores obtidos de: altura do nível de água no reservatório (h), a vazão da água (Q) e a área dos orifícios (A).
Para o cálculo da velocidade máxima, usa-se a Equação de Bernoulli para fluidos perfeitos, onde é desconsiderada a viscosidade do fluído (μ = 0)
Pela Pressão ser a atmosférica em todos os pontos:
Para calcular a velocidade 1 utiliza a equação:
A velocidade real calcula por essa