Experiência
Medidores de vazão
Tipos de medidores ensaidos: venturi e
placa de orifício.
A0
A2
A1
v1
v2
Q
1
0
2
3
O que será que
há de comum
entre os
medidores
anteriores
O que existe em comum?
Em ambos os medidores tem-se
uma redução de área, no venturi
tem-se a área máxima A1, que é
igual a área da seção 1 e na placa
de orifício tem-se a área do
próprio orifício A0.
Portanto o comum é que em ambos
se tem uma contração de área, no
venturi a área mínima
corresponde a área da garganta e
na placa de orifício corresponde a
área contraída (A2).
OK!
Mas o que será
que esta
contração de
área vai
originar?
Vai originar um aumento
da carga cinética e em
consequência uma
diminuição da carga de
pressão!
Equacionamento dos medidores
• Considera-se fluido ideal e aplica-se a
equação de Bernoulli de 1 a 2:
H1  H2
2
2
p1 v1
p2 v2
Z1  
 Z2 


2g

2g
Como os medidores foram instalados
em um plano horizontal tem-se que a
carga potencial (Z) é constante,
portanto:
p1  p2


2
 v2
2
 v1
2
v2
2
 v1
2g
p1  p2
 2g 

Pelo fato de v2>v1 pode-se
concluir que p1>p2 o que
comprova que existe um
aumento de carga cinética e
em consequência uma redução
da carga de pressão
Isto também pode ser comprovado
na própria bancada
Pela equação da continuidade
aplicada a um escoamento
incompressível e em regime
permanente tem-se:
v1  A1  v2  A2
Importante:
No caso do venturi A2 = Agarganta = Ad que é
a área do diâmetro menor e que é
facilmente determinada.
Porém no caso da placa de orifício esta
área é muito difícil de se determinar e por
este motivo se recorre a definição do
coeficiente de contração (CC)
Portanto:
Acontraída A2
CC 

Aorifício
Ao
 A2  CC  Ao
No caso do venturi ele é
projetado para CC = 1,0,
portanto: A2 = Agarganta
Portanto:
v1  A1  CC  v2  Ao
2
Ao
Do
 v1  v2  CC 
 v2  CC  2
A1
D1
Substituindo na equaçãoanterior :
4

p1  p2
2
2  Do  
v2 1  CC     2g 
D1  





Através de uma manômetro
diferencial em forma de U
instalado entre as seções 1 e 2,
tem-se:
p1  p2  h  (  m  )
 v2 
 m   
2gh  

  
2
1  CC
 Do 
  
 D1 
4
A velocidade v2 calculada
anteriormente é teórica, isto
porque se considerou um fluido
ideal, ou seja, um fluido que
escoa sem ter perda de carga.
Portanto pode-se determinar a vazão
teórica e com a definição de coeficiente
de velocidade a vazão real:
Qteórica  v2  A2  CC  Ao  v2
Coeficiente de velocidade Cv 
v2
v2
real
teórico
 m   
2gh  

 

 Qreal  CC  Ao  Cv 
4
2  Do 
1  CC   
 D1 
Pelo conceito de coeficiente de vazão
ou descarga, para a placa de orifício
tem-se:
Cd  CC  Cv
 m   
2gh  

 

 Qreal  Cd  Ao 
4
2  Do 
1  CC   
 D1 
Ou ainda:
K
Cd
2  Do 
1  CC   
 D1 
4
 m   

 Qreal  k  A0  2gh  
  
Para o Venturi
Cd  CC  Cv
 m   
2gh  

 

 Qreal  Cd  AG 
4
 DG 

1  
 D1 
obte r a curva de calibração
Através da experiência
deseja-se
27/04/2005 - v2
re s olve r e xe rcício
obte r a curva caracte rís tica