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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE GOIÁS PRÓ-REITORIA DE GRADUAÇÃO DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA
COORDENAÇÃO DO LABORATÓRIO DE HIDRÁULICA
ROTEIRO DE EXPERIMENTOS
ENG1120
LABORATÓRIO DE
HIDRÁULICA
PROFESSORA: JORDANA MOURA CAETANO
GOIÂNIA, GO
2015-1
PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE GOIÁS PRÓ-REITORIA DE GRADUAÇÃO DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA
COORDENAÇÃO DO LABORATÓRIO DE HIDRÁULICA
Coordenador da disciplina: Marcelo T. Haraguchi
1
Sumário
1ª Experiência: Determinação da vazão real no Tubo Diafragma ........................................................................... 2
2ª Experiência: Determinação do fator de atrito no tubo liso .................................................................................. 6
3ª Experiência: Determinação do coeficiente de rugosidade de Hazen-Willians no tubo liso................................. 8
4ª Experiência: Determinação do fator de atrito no tubo rugoso ........................................................................... 10
5ª Experiência: Determinação do coeficiente de rugosidade de Hazen-Willians no tubo rugoso ......................... 12
6ª Experiência: Determinação da perda de carga localizada no Registro de Gaveta ............................................. 14
7ª Experiência: Visualização e determinação dos parâmetros dos três reservatórios ............................................ 16
8ª Experiência: Determinação dos coeficientes de descarga, contração e velocidade no orifício de fundo .......... 17
9ª Experiência: Determinação da vazão no Vertedor Retangular com duas contrações ........................................ 19
10ª Experiência: Determinação da vazão no Vertedor de Parede Espessa ............................................................ 21
11ª Experiência: Determinação da vazão no Vertedor Triangular ......................................................................... 23
12a Experiência: Determinação da carga de pressão fornecida pela bomba .......................................................... 25
13ª Experiência: Visualização e determinação dos parâmetros do fenômeno do Ressalto Hidráulico .................. 26
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1ª Experiência: Determinação da vazão real no Tubo Diafragma
1- FÓRMULAS
1.1- Para a vazão no Tubo Diafragma
𝑄 = 𝐾 𝑆0 {2 𝑔 (𝑑𝐻𝑔 − 1)∆ℎ}12 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 1.1
𝑆0
𝑆= 𝑚 ⇒ 𝑆0 = 𝑚 𝑆 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 1.2
𝑄 = 𝐾 𝑆 𝑚 {2 𝑔 (𝑑𝐻𝑔 − 1)∆ℎ}1
2 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 1.3
∆ℎ = 𝐿1 − 𝐿2, 𝑒𝑚 𝑚𝑐𝑎 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 1.4
Lembrando que:
𝑄 = 𝑉 𝑆, 𝑒𝑚 𝑚3 𝑠⁄ 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 1.5
Em que:
Q = vazão, em m3/s;
S0 = seção interna da tubulação, em m²;
g = aceleração gravitacional, em m/s²;
h = variação na altura da coluna do manômetro, em m;
dHg = densidade relativa do mercúrio, igual a 13,6.
1.2- Número de Reynolds (Re)
𝑅𝑒 = 𝑉 𝐷
𝜈 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 1.6
Em que:
V = velocidade da água no tubo, em m/s;
D = Diâmetro do tubo, m;
= Viscosidade cinemática, em m2/s.
1.3- Para a vazão real no Tubo Diafragma
𝑄 = 𝐶𝑄 𝑆 𝑚 {2 𝑔 (𝑑𝐻𝑔 − 1) Δℎ}12 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 1.7
Em que:
Q = vazão, em m3/s;
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CQ = Coeficiente de vazão do medidor;
Ad = área do orifício dado por:
𝐴𝑑 = 𝑆 𝑚 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 1.8
S = área do tubo;
= peso específico da água.
Determinar a viscosidade cinemática da água na temperatura obtida;
Determinar o número de Reynolds e determinar o CQ na tabela fornecida.
2) DADOS
- Diâmetro do tubo = 7,80 cm;
- Valor de m = 0,45;
- Valor de K = 0,676;
- água = 9,79 kN/m3;
- = Viscosidade cinemática determinada pelo gráfico
3) MATERIAL PARA EXPERIÊNCIA
- Tubo Diafragma;
- Quadro de pressões – manômetro;
- Água;
- Régua;
- Termômetro;
- Módulo Experimental de hidráulica.
4) OBJETIVOS
- Determinar o coeficiente de vazão fornecido pela norma DIN;
- Determinar a vazão real no tubo diafragma;
- Comparar as vazões em termos de erro;
- Tirar conclusões.
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2ª Experiência: Determinação do fator de atrito no tubo liso
1- FÓRMULAS:
1.1- Perda de carga e perda de carga unitária no conduto
ℎ𝑝 = 𝑓 𝐿
𝐷
𝑉2
2 𝑔 (𝐹ó𝑟𝑚𝑢𝑙𝑎 𝑈𝑛𝑖𝑣𝑒𝑟𝑠𝑎𝑙) 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 2.1
Lembrando que:
ℎ𝑝 = (𝑑𝐻𝑔 − 1) Δℎ, 𝑒𝑚 𝑚𝑐𝑎 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 2.2
𝐽 = ℎ𝑝
𝐿, 𝑒𝑚 𝑚 𝑚⁄ 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 2.3
Δℎ = 𝐿1 − 𝐿2, 𝑒𝑚 𝑚𝑐𝑎 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 2.4
1.2- Tubo Diafragma
𝑄 = 𝐾 𝑆0 {2 𝑔 (𝑑𝐻𝑔 − 1)∆ℎ}12 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 2.5
𝑆0
𝑆= 𝑚 ⇒ 𝑆0 = 𝑚 𝑆 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 2.6
𝑄 = 𝐾 𝑆 𝑚 {2 𝑔 (𝑑𝐻𝑔 − 1)∆ℎ}1
2 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 2.7
Lembrando que:
𝑄 = 𝑉 𝑆, 𝑒𝑚 𝑚3 𝑠⁄ 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 2.8
Em que:
Q = vazão, em m3/s;
S0 = seção interna da tubulação, em m²;
g = aceleração gravitacional, em m/s²;
h = variação na altura da coluna do manômetro, em m;
dHg = densidade relativa do mercúrio, igual a 13,6.
2) DADOS
- Diâmetro do tubo = 3” = 7,62cm;
- Valor de m = 0,45;
- Valor de K = 0,676;
- dHg = 13,6;
- g = 9,81m/s2;
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- Tubulação lisa de 1 1/2”;
- Comprimento da tubulação entre tomadas de pressão = 2,25 m.
3) MATERIAL PARA EXPERIÊNCIA
- Tubo Diafragma;
- Quadro de pressões – manômetro;
- Água;
- Módulo Experimental de hidráulica.
4) OBJETIVOS:
- Calcular a perda de carga total ( hp );
- Calcular a perda de carga unitária ( J );
- Tirar conclusões.
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3ª Experiência: Determinação do coeficiente de rugosidade de Hazen-Willians
no tubo liso
1- FÓRMULAS
1.1- Perda de carga e perda de carga unitária no conduto
𝐽 = 10,65 𝑄1,85
𝐶1,85 𝐷4,87 (𝐻𝑎𝑧𝑒𝑛 − 𝑊𝑖𝑙𝑙𝑖𝑎𝑛𝑠) 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 3.1
ℎ𝑝 = (𝑑𝐻𝑔 − 1) Δℎ 𝑒𝑚 𝑚𝑐𝑎 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 3.2
𝐽 = ℎ𝑝
𝐿 𝑒𝑚 𝑚 𝑚⁄ 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 3.3
Δℎ = 𝐿1 − 𝐿2 𝑒𝑚 𝑚𝑐𝑎 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 3.4
1.2- Tubo Diafragma
𝑄 = 𝐾 𝑆0 {2 𝑔 (𝑑𝐻𝑔 − 1)∆ℎ}12 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 3.5
𝑆0
𝑆= 𝑚 ⇒ 𝑆0 = 𝑚 𝑆 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 3.6
𝑄 = 𝐾 𝑆 𝑚 {2 𝑔 (𝑑𝐻𝑔 − 1)∆ℎ}1
2 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 3.7
Lembrando que:
𝑄 = 𝑉 𝑆, 𝑒𝑚 𝑚3 𝑠⁄ 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 3.8
Em que:
Q = vazão, em m3/s;
S0 = seção interna da tubulação, em m²;
g = aceleração gravitacional, em m/s²;
h = variação na altura da coluna do manômetro, em m;
dHg = densidade relativa do mercúrio, igual a 13,6.
2) DADOS
- Diâmetro do tubo = 3” = 7,62cm;
- Valor de m = 0,45;
- Valor de K = 0,676;
- dHg = 13,6;
- g = 9,81m/s2;
- Tubulação lisa de 1 1/2”;
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- Comprimento da tubulação entre tomadas de pressão = 2,25 m.
3) MATERIAL PARA EXPERIÊNCIA
- Tubo Diafragma;
- Quadro de pressões – manômetro;
- Água;
- Módulo Experimental de hidráulica.
4) OBJETIVOS:
- Calcular a perda de carga total ( hp );
- Calcular a perda de carga unitária ( J );
- Tirar conclusões.
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4ª Experiência: Determinação do fator de atrito no tubo rugoso
1- FÓRMULAS
1.1- Perda de carga e perda de carga unitária no conduto
ℎ𝑝 = 𝑓 𝐿
𝐷
𝑉2
2 𝑔 (𝐹ó𝑟𝑚𝑢𝑙𝑎 𝑈𝑛𝑖𝑣𝑒𝑟𝑠𝑎𝑙) 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 4.1
Lembrando que:
ℎ𝑝 = (𝑑𝐻𝑔 − 1) Δℎ 𝑒𝑚 𝑚𝑐𝑎 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 4.2
𝐽 = ℎ𝑝
𝐿, 𝑒𝑚 𝑚 𝑚⁄ 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 4.3
Δℎ = 𝐿1 − 𝐿2 , 𝑒𝑚 𝑚𝑐𝑎 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 4.4
1.2- Tubo Diafragma
𝑄 = 𝐾 𝑆0 {2 𝑔 (𝑑𝐻𝑔 − 1)∆ℎ}12 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 4.5
𝑆0
𝑆= 𝑚 ⇒ 𝑆0 = 𝑚 𝑆 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 4.6
𝑄 = 𝐾 𝑆 𝑚 {2 𝑔 (𝑑𝐻𝑔 − 1)∆ℎ}1
2 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 4.7
∆ℎ = 𝐿1 − 𝐿2 , 𝑒𝑚 𝑚𝑐𝑎 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 4.8
Lembrando que:
𝑄 = 𝑉 𝑆, 𝑒𝑚 𝑚3 𝑠⁄ 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 4.9
Em que:
Q = vazão, em m3/s;
S0 = seção interna da tubulação, em m²;
g = aceleração gravitacional, em m/s²;
h = variação na altura da coluna do manômetro, em m;
dHg = densidade relativa do mercúrio, igual a 13,6.
2) DADOS
- Diâmetro do tubo = 3” = 7,62cm;
- Valor de m = 0,45;
- Valor de K = 0,676;
- dHg = 13,6;
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- g = 9,81m/s2;
- Tubulação lisa de 1 1/2”;
- Comprimento da tubulação entre tomadas de pressão = 2,25 m.
3) MATERIAL PARA EXPERIÊNCIA
- Tubo Diafragma;
- Quadro de pressões – manômetro;
- Água;
- Módulo Experimental de hidráulica.
4) OBJETIVOS
- Calcular a perda de carga total ( hp );
- Calcular a perda de carga unitária ( J );
- Tirar conclusões.
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5ª Experiência: Determinação do coeficiente de rugosidade de Hazen-Willians
no tubo rugoso
1- FÓRMULAS:
1.1- Perda de carga e perda de carga unitária no conduto
𝐽 = 10,65 𝑄1,85
𝐶1,85 𝐷4,87 (𝐻𝑎𝑧𝑒𝑛 − 𝑊𝑖𝑙𝑙𝑖𝑎𝑛𝑠) 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 5.1
Lembrando que:
ℎ𝑝 = (𝑑𝐻𝑔 − 1) Δℎ, 𝑒𝑚 𝑚𝑐𝑎 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 5.2
𝐽 = ℎ𝑝
𝐿 , 𝑒𝑚 𝑚 𝑚⁄ 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 5.3
Δℎ = 𝐿1 − 𝐿2, 𝑒𝑚 𝑚𝑐𝑎 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 5.4
1.2- Tubo Diafragma
𝑄 = 𝐾 𝑆0 {2 𝑔 (𝑑𝐻𝑔 − 1)∆ℎ}12 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 5.5
𝑆0
𝑆= 𝑚 ⇒ 𝑆0 = 𝑚 𝑆 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 5.6
𝑄 = 𝐾 𝑆 𝑚 {2 𝑔 (𝑑𝐻𝑔 − 1)∆ℎ}1
2 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 5.7
∆ℎ = 𝐿1 − 𝐿2, 𝑒𝑚 𝑚𝑐𝑎 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 5.8
Lembrando que:
𝑄 = 𝑉 𝑆, 𝑒𝑚 𝑚3 𝑠⁄ 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 5.9
Em que:
Q = vazão, em m3/s;
S0 = seção interna da tubulação, em m²;
g = aceleração gravitacional, em m/s²;
h = variação na altura da coluna do manômetro, em m;
dHg = densidade relativa do mercúrio, igual a 13,6.
2) DADOS
- Diâmetro do tubo = 3” = 7,62cm;
- Valor de m = 0,45;
- Valor de K = 0,676;
- dHg = 13,6;
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- g = 9,81m/s2;
- Tubulação lisa de 1 1/2”;
- Comprimento da tubulação entre tomadas de pressão = 2,25 m.
3) MATERIAL PARA EXPERIÊNCIA
- Tubo Diafragma;
- Quadro de pressões – manômetro;
- Água;
- Módulo Experimental de hidráulica.
4) OBJETIVOS
- Calcular a perda de carga total ( hp );
- Calcular a perda de carga unitária ( J );
- Tirar conclusões.
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6ª Experiência: Determinação da perda de carga localizada no Registro de
Gaveta
1 FÓRMULAS
1.1. Perda de carga nos condutos
ℎ𝑝 = (𝑑𝐻𝑔 − 1) Δℎ, 𝑒𝑚 𝑚𝑐𝑎 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 6.1
Δℎ = 𝐿1 − 𝐿2 , 𝑒𝑚 𝑚𝑐𝑎 (𝑇𝑢𝑏𝑜 𝑙𝑖𝑠𝑜 𝑠𝑒𝑚 𝑟𝑒𝑔𝑖𝑠𝑡𝑟𝑜) 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 6.2
ℎ𝑝𝑟= (𝑑𝐻𝑔 − 1) Δℎ, 𝑒𝑚 𝑚𝑐𝑎 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 6.3
Δℎ1 = 𝐿3 − 𝐿4 , 𝑒𝑚 𝑚𝑐𝑎 (𝑇𝑢𝑏𝑜 𝑙𝑖𝑠𝑜 𝑐𝑜𝑚 𝑟𝑒𝑔𝑖𝑠𝑡𝑟𝑜) 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 6.4
ℎ𝑝𝐿𝑂𝐶= ℎ𝑝𝑟
− ℎ𝑝 (𝑃𝑒𝑟𝑑𝑎 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑙𝑜𝑐𝑎𝑙𝑖𝑧𝑎𝑑𝑎 𝑛𝑜 𝑟𝑒𝑔𝑖𝑠𝑡𝑟𝑜) 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 6.5
ℎ𝑝𝐿𝑂𝐶= 𝐾𝑃 ∙
𝑣2
2𝑔 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 6.6
1.2- Tubo Diafragma
𝑄 = 𝐾 𝑆0 {2 𝑔 (𝑑𝐻𝑔 − 1)∆ℎ}12 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 6.7
𝑆0
𝑆= 𝑚 ⇒ 𝑆0 = 𝑚 𝑆 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 6.8
𝑄 = 𝐾 𝑆 𝑚 {2 𝑔 (𝑑𝐻𝑔 − 1)∆ℎ}1
2 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 6.9
∆ℎ = 𝐿1 − 𝐿2, 𝑒𝑚 𝑚𝑐𝑎 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 6.10
Lembrando que:
𝑄 = 𝑉 𝑆, 𝑒𝑚 𝑚3 𝑠⁄ 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 6.11
Em que:
Q = vazão, em m3/s;
S0 = seção interna da tubulação, em m²;
g = aceleração gravitacional, em m/s²;
h = variação na altura da coluna do manômetro, em m;
dHg = densidade relativa do mercúrio, igual a 13,6.
2 DADOS
- Valor de m = 0,45;
- Valor de K = 0,676;
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- dHg = 13,6;
- g = 9,81m/s2.
3 MATERIAL PARA EXPERIÊNCIA
- Tubulação lisa de 1 1/2”;
- Tubulação lisa de 1 1/2” com registro de gaveta aberto;
- Quadro de pressões – manômetros.
4 OBJETIVOS
- Calcular a perda localizada no registro (hpLOC);
- Determinar o coeficiente de perda de carga localizada (KP) do registro;
- Tirar conclusões.
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7ª Experiência: Visualização e determinação dos parâmetros dos três
reservatórios
1- FÓRMULAS
Determinação da vazão pelo método direto
𝑄 =𝑉𝑜𝑙
Δ𝑡, em m³/s Equação 7.1
Em que:
Q = vazão, em m3/s;
Vol = volume, em m3;
t = tempo, em s.
2) DADOS
Obter os dados dos três reservatórios
3) MATERIAL PARA EXPERIÊNCIA
- Proveta graduada (1000 ml);
- Termômetro
- Cronômetro;
- Régua
- Água;
- Módulo Experimental de hidráulica.
4) OBJETIVOS
1- Calcular a vazão quando o reservatório 1 e 2 são abastecedores;
2- Quando o reservatório 2 passa de abastecedor a receptor, por quê?
3- Calcular a vazão quando o reservatório 1 é abastecedor e 2 é receptor;
4- Calcular a vazão no reservatório 3 (receptor) nas situações 1 e 3
5- Tirar conclusões.
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8ª Experiência: Determinação dos coeficientes de descarga, contração e
velocidade no orifício de fundo
1- FÓRMULAS:
1.1- Para a vazão no Tubo Diafragma
𝑄 = 𝐾 𝑆0 {2 𝑔 (𝑑𝐻𝑔 − 1)∆ℎ}12 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 8.1
𝑆0
𝑆= 𝑚
𝑠⇒ 𝑆0 = 𝑚 𝑆 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 8.2
𝑄 = 𝐾 𝑆 𝑚 {2 𝑔 (𝑑𝐻𝑔 − 1)∆ℎ}1
2 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 8.3
∆ℎ = 𝐿1 − 𝐿2, 𝑒𝑚 𝑚𝑐𝑎 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 8.4
Lembrando que:
𝑄 = 𝑉 𝑆, 𝑒𝑚 𝑚3 𝑠⁄ 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 8.5
Em que:
Q = vazão, em m3/s;
S0 = seção interna da tubulação, em m²;
g = aceleração gravitacional, em m/s²;
h = variação na altura da coluna do manômetro, em m;
dHg = densidade relativa do mercúrio, igual a 13,6.
1.2- Vazão no orifício de fundo
𝑄 = 𝑐′𝑑 𝐴0 √2 𝑔 ℎ 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 8.6
𝑐′𝑑 = 𝑐𝑑 (1 + 0,15 𝐾) 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 8.7
𝐾 = 𝑝𝑒𝑟í𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑡𝑒 𝑠𝑢𝑝𝑟𝑖𝑚𝑖𝑑𝑎
𝑝𝑒𝑟í𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑜 𝑜𝑟𝑖𝑓í𝑐𝑖𝑜 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 8.8
Em que:
cd = coeficiente de descarga;
K = coeficiente de forma;
A0 = área do orifício, em m²;
h = carga do orifício, em m.
1.3- Coeficiente de Contração (cc) e Velocidade (cv)
𝑐𝑑 = 𝑐𝑣 𝑐𝑐 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 8.9
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𝑐𝑐 = 𝐴𝑠𝑐
𝐴0 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 8.10
Em que:
cc = coeficiente de contração;
ASC = área da seção contraída, m²;
A0 = área do orifício, m².
2) DADOS
- Diâmetro do tubo = 7,80 cm;
- Valor de m = 0,45;
- Valor de K = 0,676;
- água = 9,79 kN/m3.
3) MATERIAL PARA EXPERIÊNCIA
- Tubo Diafragma;
- Quadro de pressões – manômetro;
- Canal retangular com comporta de fundo;
- Água;
- Régua;
- Termômetro;
- Módulo Experimental de hidráulica.
4) OBJETIVOS
- Determinar o coeficiente de vazão fornecido (cd);
- Determinar o coeficiente de contração (cc);
- Comparar o coeficiente de velocidade (cv);
- Tirar conclusões.
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9ª Experiência: Determinação da vazão no Vertedor Retangular com duas
contrações
1- FÓRMULAS:
1.1- Vertedor Retangular com duas contrações
𝑄 = 1,838 𝐿′𝐻32 (𝐹𝑟𝑎𝑛𝑐𝑖𝑠) 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 9.1
2 contrações:
𝐿′ = 𝐿 − 0,2 𝐻 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 9.2
Em que:
Q = vazão, em m3/s;
L = largura do vertedor, em m;
H = Carga do vertedor, em m.
1.2- Tubo Diafragma
𝑄 = 𝐾 𝑆0 {2 𝑔 (𝑑𝐻𝑔 − 1)∆ℎ}12 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 9.3
𝑆0
𝑆= 𝑚 ⇒ 𝑆0 = 𝑚 𝑆 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 9.4
𝑄 = 𝐾 𝑆 𝑚 {2 𝑔 (𝑑𝐻𝑔 − 1)∆ℎ}1
2 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 9.5
∆ℎ = 𝐿1 − 𝐿2, 𝑒𝑚 𝑚𝑐𝑎 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 9.6
Lembrando que:
𝑄 = 𝑉 𝑆, 𝑒𝑚 𝑚3 𝑠⁄ 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 9.7
Em que:
Q = vazão, em m3/s;
S0 = seção interna da tubulação, em m²;
g = aceleração gravitacional, em m/s²;
h = variação na altura da coluna do manômetro, em m;
dHg = densidade relativa do mercúrio, igual a 13,6.
2) DADOS
- Diâmetro do tubo = 3” = 7,62 cm;
- Valor de m = 0,45;
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20
- Valor de K = 0,676;
- g = 9,81 m/s2.
3) MATERIAL PARA EXPERIÊNCIA
- Tubo Diafragma;
- Quadro de pressões – manômetro;
- Vertedor retangular de duas contrações;
- Água;
- Régua;
- Módulo Experimental de hidráulica.
4) OBJETIVOS
- Determinar a vazão no vertedor retangular de duas contrações;
- Determinar a vazão no tubo diafragma;
- Comparar as vazões em termos de erro;
- Tirar conclusões.
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10ª Experiência: Determinação da vazão no Vertedor de Parede Espessa
1- FÓRMULAS
1.1- Vertedor de Parede Espessa
𝑄 = 1,71 𝐿 𝐻32 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 10.1
Em que:
Q = vazão, em m3/s;
H = Carga do vertedor, em m.
1.2- Tubo Diafragma
𝑄 = 𝐾 𝑆0 {2 𝑔 (𝑑𝐻𝑔 − 1)∆ℎ}12 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 10.2
𝑆0
𝑆= 𝑚 ⇒ 𝑆0 = 𝑚 𝑆 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 10.3
𝑄 = 𝐾 𝑆 𝑚 {2 𝑔 (𝑑𝐻𝑔 − 1)∆ℎ}1
2 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 10.4
∆ℎ = 𝐿1 − 𝐿2, 𝑒𝑚 𝑚𝑐𝑎 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 10.5
Lembrando que:
𝑄 = 𝑉 𝑆, 𝑒𝑚 𝑚3 𝑠⁄ 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 10.6
Em que:
Q = vazão, em m3/s;
S0 = seção interna da tubulação, em m²;
g = aceleração gravitacional, em m/s²;
h = variação na altura da coluna do manômetro, em m;
dHg = densidade relativa do mercúrio, igual a 13,6.
2) DADOS
- Diâmetro do tubo = 3” = 7,62cm;
- Valor de m = 0,45;
- Valor de K = 0,676;
- dhg = 13,6;
- g = 9,81m/s2.
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3) MATERIAL PARA EXPERIÊNCIA
- Tubo Diafragma;
- Quadro de pressões – manômetro;
- Vertedor de parede espessa;
- Água;
- Régua;
- Módulo Experimental de hidráulica.
4) OBJETIVOS
- Determinar a vazão no vertedor de parede espessa;
- Determinar a vazão no tubo diafragma;
- Comparar as vazões em termos de erro;
- Tirar conclusões.
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11ª Experiência: Determinação da vazão no Vertedor Triangular
1- FÓRMULAS
1.1- Vertedor Triangular
𝑄 = 1,4 𝐻52 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 11.1
Em que:
Q = vazão, em m3/s;
H = Carga do vertedor, em m.
1.2- Tubo Diafragma
𝑄 = 𝐾 𝑆0 {2 𝑔 (𝑑𝐻𝑔 − 1)∆ℎ}12 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 11.2
𝑆0
𝑆= 𝑚 → 𝑆0 = 𝑚 𝑆 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 11.3
𝑄 = 𝐾 𝑆 𝑚 {2 𝑔 (𝑑𝐻𝑔 − 1)∆ℎ}1
2 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 11.4
∆ℎ = 𝐿1 − 𝐿2, 𝑒𝑚 𝑚𝑐𝑎 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 11.5
Lembrando que:
𝑄 = 𝑉 𝑆, 𝑒𝑚 𝑚3 𝑠⁄ 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 11.6
Em que:
Q = vazão, em m3/s;
S0 = seção interna da tubulação, em m²;
g = aceleração gravitacional, em m/s²;
h = variação na altura da coluna do manômetro, em m;
dHg = densidade relativa do mercúrio, igual a 13,6.
2) DADOS:
- Diâmetro do tubo = 3” = 7,62cm;
- Valor de m = 0,45;
- Valor de K = 0,676;
- dhg = 13,6;
- g = 9,81m/s2.
3) MATERIAL PARA EXPERIÊNCIA
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- Tubo Diafragma;
- Quadro de pressões – manômetro;
- Vertedor triangular;
- Água;
- Régua;
- Módulo Experimental de hidráulica.
4) OBJETIVOS
- Determinar a vazão no vertedor triangular;
- Determinar a vazão no tubo diafragma;
- Comparar as vazões em termos de erro;
- Tirar conclusões.
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12a Experiência: Determinação da carga de pressão fornecida pela bomba
1- FÓRMULAS
𝑃2 − 𝑃1 = 𝛾 ∙ ℎ 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 12.1
Em que:
P = pressão, N/m²;
γ = peso específico, N/m³;
h = diferença de cota, m.
2) DADOS:
- Diâmetro do tubo = 3” = 7,62cm;
- dhg = 13,6;
- γ = 10.000 N/m³.
3) MATERIAL PARA EXPERIÊNCIA
- Quadro de pressões – manômetro;
- Água;
- Régua;
- Módulo Experimental de hidráulica.
4) OBJETIVOS
- Determinar a carga de pressão fornecida pela bomba;
- Tirar conclusões.
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13ª Experiência: Visualização e determinação dos parâmetros do fenômeno do
Ressalto Hidráulico
1- FÓRMULAS
Dissipação de Energia - E
Δ𝐸 = (𝑦2 − 𝑦1)3
4 𝑦1𝑦2 , 𝑒𝑚 𝑚 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 13.1
Em que:
y1 e y2 = alturas conjugadas do ressalto.
Cálculo de Q:
2 𝑄2
𝑔𝑏2= 𝑦2𝑦1
2 + 𝑦1𝑦22 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 13.2
Em que:
Q = vazão no canal, em m3/s;
b = largura do canal.
Cálculo da potência dissipada (Pd):
𝑃𝑑 = 𝛾 𝑄 Δ𝐸
75𝜂 𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 13.3
Em que:
Pd = potência dissipada, em W;
= rendimento = 1.
2) DADOS
Obter os dados do ressalto hidráulico.
3) MATERIAL PARA EXPERIÊNCIA
- Módulo Experimental de hidráulica.
4) OBJETIVOS
1- Obter os valores de y, y1 e y2 no ressalto hidráulico;
2- Calcular a dissipação de energia ou perda de carga no ressalto;
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3- Calcular a vazão unitária e a vazão no canal;
4- Calcular a potência dissipada no ressalto;
5- Tirar conclusões.
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