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1 INTRODUÇÃO

 O tubo de venturi ou venturímetro ,como o próprio nome indica, foi inventado

no século XVIII pelo cientista G. B. Venturi (1746 – 1822). Este tubo consiste num

dispositivo para medir a velocidade de escoamento de um fluido através de um tubo.

É formado por duas secções adelgaçadas de um tubo ligadas por uma garganta

estreita. A velocidade do fluido na garganta aumenta e, em consequência, a pressão

diminui. Ligando um manômetro às três secções do tubo pode ser medida a

diminuição de pressão, e pode ser calculada a velocidade do fluxo através da

garganta.

O tubo de Venturi é ainda utilizado para misturar uma pulverização fina de

um líquido num gás, como acontece no carburador de um motor a combustão. A

gasolina da câmara de flutuação é pulverizada em finas gotas quando é aspirada na

forma de um jacto, devido à baixa pressão na garganta do tubo de Venturi por onde

tem de passar antes de ser misturada com o ar.

Os medidores de Venturi são em geral fundidos e usinados com tolerâncias

muito pequenas de modo a reproduzir o desempenho de projeto. Como resultados,

os medidores de venturi são pesados, volumosos e caros. A secção difusor cônico a

jusante da garganta da excelente recuperação de pressão; por conseguinte, a perda

de carga total é baixa. Os medidores de Venturi são também auto-limpantes devido

a sua superfície interna lisa.

A perda de carga irrecuperável através de um elemento pode ser expressa

com a função diferencial P, através do elemento.

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2 OBJETIVOS

O objetivo desse experimento é encontrar o coeficiente de calibração do

dispositivo de Venturi do Laboratório. Teremos uma vazão real, que será medida em

função da diferença de volume e sua respectiva diferença de tempo e uma vazão

teórica vinda de um equacionamento que veremos logo a seguir.

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3 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

Um medidor de vazão fornece a quantidade de volume de líquido que

atravessa a sua seção. Dentre os principais estão os do tipo diafragma, bocal e

Venturi.

O tubo do tipo diafragma (Figura 1) mede a diferença de pressão do liquido

devido a passagem por uma seção menor no interior do tubo. As linhas de corrente

se afunilam gerando zonas mortas antes da passagem e zonas convergentes após.

Esse fenômeno está mais bem representado na figura 3.

Para o tubo de Venturi (Figura 2), a diferença de pressão medida se dá pelo

afunilamento da região por onde passa o líquido. Ele se distingue do anterior, pois

não gera zonas mortas ou convergentes. Devido ao seu formato cônico as linhas de

corrente acompanham a parede (ver Figura 4).

Figura 1: Medidor de vazão do tipo diafragma. Figura 2 : Medidor de Vazão do tipo Venturi

A vazão em um tubo é definido como sendo a velocidade média do fluido

multiplicada pela área que ele atravessa, ou seja:

Q = Vmed..A

Para a vazão no interior do medidor do tipo diafragma:

QT = A0.V0 = A0.√[2.g.ΔH(γm - γa) / γm]

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sendo, A0 e V0, respectivamente, a área e a velocidade média na menor seção, g a

aceleração gravitacional e ΔH a diferença entre a altura da coluna do manômetro

associado a ele.

Para a vazão no interior do tubo de Venturi:

QT = A0.V0 = A0.√[2.g.ΔH(γm - γa) / γm.(1 – m²)]

sendo, m o quadrado do menor diâmetro pelo maior do tubo:

m = D0²/D1²

Figura 3 – Esquema ilustrativo de um medidor de vazão do tipo diafragma.

Figura 4 – Esquema ilustrativo d um medidor de vazão do tipo Venturi

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4 METODOLOGIA

4.1 Materiais Utilizados

- Tubulação

- Tubo de Venturi

- Reservatório

- Mangueiras

- Manômetro em “U”

4.2 Procedimento

1º) Abertura da tubulação de entrada;2º)Instalar o manômetro de mercúrio no tubo de pitot.3º)Fazer a sangria no manômetro de mercúrio.4º)Fazer a leitura do H para as três medições realizadas;

5 RESULTADOS OBTIDOS

DADOS:

Medição 1 H = 765 – 720 cm.Hg / H = 45 cm.Hg; Medição 2 H = 760 – 720 cm.Hg / H = 40 cm.Hg; Medição 3 H= 765 – 715 cm.Hg / H = 50 cm.Hg.

Os resultados medidos em laboratório estão representados na tabela 1 para

uma temperatura da água de 21,6 °C:

Fórmula: P = g. H.(m - w) m = 13,6 g/cm3 x (10-3 /106) 13,6 x 10-3 x 106 m = 13.600 kg/m3

w = 1,0 g/cm3 x (10-3 /106) 1,0 x 10-3 x 106 w = 1.000 kg/m3

MEDIÇÃO 1

P = g. H.(m - w) P = 0,045 x 9,81x (13.600 – 1.000) P = 5562,27 N/m2 P =5562,27 N/m2

Cálculo K prático

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Q1’’=K x A0x2xP/w1,29 x 103 =K x 1,28 x 10-4 x ((2 x 5562,27)/1000) K= 3,02

K = 3,02

Cálculo K Teórico K=A1/(A12 – A02 ) K = 5,06x10-4 / (( 5,06x10-4 ) 2 - (2,28 x 10-4 ) 2) = 1,12 K =1,12

Cálculo da Velocidade

V = ( 2 x P / w ) V = ( 2 x 0,045 x 9,81 x ( 13.600 – 1000 ) / 1000 ) = 3,33 m2/s V =3,33 m2/s

Cálculo da Vazão Q = V x A Q = 3,33 x 5,06 x10-4 = 1,68x10-3 m3/s Q = 1,68x10-3 m3/s

MEDIÇÃO 2

P = g. H. (m - w) P = 0,040 x 9,81x (13.600 – 1.000) P = 4944,24 N/m2 P = 4944,24 KN/m2

Cálculo K prático

Q1/2 “=K x A0 x 2 x P/w1,46 x 103 =K x 5,7x10-5 x ((2 x 4944,24)/1000) K= 8,15

K = 8,15

Cálculo K Teórico

K=A1/(A12 – A02) K = 1,27 x 10-4 / ((1,27 x 10-4 )2 - (5,71 x10-4)2=

Cálculo da Velocidade

V = (2 x P / w ) V = (( 2 x 0,040 x 9,81 x ( 13.600 – 1000 ) / 1000) = 3,14m2/s V= 3,14 m2/s

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Cálculo da Vazão

Q = V x A Q = 3,14 x 1,27 x 10-4 = 3,98x10-4 m3/s Q = 3,98 x 10-4 m3/s

MEDIÇÃO 3

P = g. H.(m - w) P = 0,050 x 9,81x (13.600 – 1.000) P = 6180,3 N/m2 P = 6180,3 KN/m2

Cálculo K pratico

Q¾ ’’.=K xA0x2xP/w1,15 x 103 =K x 1,28 x 10-4 x ((2 x 6180,3)/1000) K= 2,6

K = 2,6

Cálculo K Teórico

K=A1/(A12 – A02 ) K =2,85 x 10-4 /(( 2,85 x 10-4 ) 2 - (1,28 x10-4 ) 2) = 1,12 K =1,12

Cálculo da velocidade

V = ( 2 x P / w ) V = ((2 x 0,050 x 9,81 x ( 13.600 – 1000 ) / 1000 ) = 3,51 m2/s

V= 3, 51 m2/s

Cálculo da Vazão

Q = V x A Q = 3,51 x 2,85x 10-4 = 1,00035 x 10-3 m3/s Q = 1,00035 x 10-3 m3/s

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6 CONCLUSÃO

O Tubo de Venturi é um medidor de Vazão com qual podemos verificar

mudanças de velocidade e pressão dentro do Tubo. Um aumento de energia

Cinética no fluido é compensado pela perda de Pressão, isto sendo explicado pela

conservação de energia.

O coeficiente de descarga que é um ajuste entre os dados teóricos e os

dados coletados devido a perda de carga, pode variar dependendo do material que

o tubo foi construído( Ferro Fundido , Solda interna, Rugosidade Interna) e pelo

qual percorre o fluido ou o ar.

Em comparação com outro medidor de Vazão como Placa de Orifício tem um

custo maior, porém causa uma perda de energia menor e é mais preciso.

Recomendada para escoamento elevado.

A utilização do Tubo de Venturi é amplamente empregada na Indústria e na

Medicina como exemplo : Sistema Circulatório , Extintores, Carburadores etc...

7 BIBLIOGRAFIA

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FOX, Robert W.; Mc DONALD, Alan T. Introdução à Mecânica do Fluídos 5ª Edição. LTC Editora.

POTTER, M. C.; WIGGERT, D. C. “Mecânica dos fluidos”, Editora Thompson. 3ª edição, São Paulo, 2003.