Medidor de vazão utilizando som2.0 (1) (1) (1) (1).docx

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ

CENTRO DE TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIAMECÂNICA

CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA

Medidor de vazão utilizando som comoestímulo

AcadêmicosRA

André Thiago Tag!hi"#$#%

I&an Mio''o"$(41

P)dro H)nri*) Li+on'a"$,,%

Vi!'or Shindi Tag!hi-",,#

Maring.


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%#14

/ndi!)1.

Introdução.................................................................................................. Pág. 03

.!"#etivos.................................................................................................... Pág. 0$

3. Materiais%tilizados....................................................................................Pág. 0$

&.'usto.......................................................................................................... Pág. 0$

(.Montagem.................................................................................................. Pág. 0)

*. Resultados e+estes.....................................................................................Pág. 11

,.'onclusão.................................................................................................... Pág. 1&

$.Re-erências.................................................................................................. Pág. 1&


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10 In'rod2o

A +)di2o d) &a32o é d) &i'a i+5or'6n!ia 5ara !on'roar ) r)ai3ar5ro!)77o7 d) 8or+a 7)gra ) )9!i)n')0 Ind:7'ria7 'ii3a+ )77)7in7'r+)n'o7 5ara ')r !on'ro) da 5rod2o 'o'a; ) 5ara !on'roar a &a32ono in')rior do7 d'o7; )n'r) o'ro7 8a'or)7 *) a8)'a+ a o5)raido7; *) a'ra&)77a +a r)gi2o )+ + d)')r+inado ')+5o0 No !a7o d)')r+o7 &o+) 5or + ')+5o; d)no+ina+o7 d) &a32o &o+é'ri!a ?@V )5od)+o7 oB')r 7) &aor a'ra&é7 da )*a2o0

QV =V

t =vA( Equação1)

E+ *) V é o &o+); ' o ')+5o; & a &)o!idad) do ido ) A é a .r)ado d'o0 Ta+Bé+ ')+o7 a &a32o +.77i!a; o 7)a; a*)a &a32o dada )+')r+o7 da +a77a 5)o ')+5o !o+ i77o ')+ a &a32o +.77i!a *) é dada 5or

Qm=mt = ρQV ( Equação2)

E+ *) + é a +a77a ) ρ é a d)n7idad) do ido0 F i+5or'an') *)

ao +)dir a &a32o 7)a )&ado )+ !on7id)ra2o a7 !ondi


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da +a'éria0 O7 +)didor)7 *) 7a+ a +a77a 72o a*))7 *); !o+ o ido5a77ando 7!)77i&a+)n'); a!iona o +)!ani7+o d) indi!a2o; +)dindo;a77i+; a *an'idad) d) ido *) )7'. 5a77ando ) n2o a &a32o0 U+)K)+5o d)77) 'i5o d) a5ar)ho é a Bo+Ba d) ga7oina0 . o7 +)didor)7 *)7a+ o &o+) 72o a*))7 *) indi!a+ a &a32o 5or nidad) d) ')+5o; 72o

+ai7 7ado7 ind7'ria+)n'); ) 7a+ a &)o!idad) do Ko *) 5a77a 5or+a 7)2o 'ran7&)r7a da 'Ba2o 5ara 7) oB'i&)r a &a32o &o+é'ri!a0

Para o no77o 'raBaho; !on7'r=+o7 + +)didor d) &a32o *) 'ii3a o'ra77o+ 5ara +)dir a &)o!idad) do Ko d) 8or+a indir)'a; 7ando adi8)r)na d) &)o!idad) *) o 7o+ !a+inha )+ di8)r)n')7 &)o!idad)7 d)Ko; 7ando o 5rin!=5io d) 8n!iona+)n'o d) a5ar)ho7 *) )7'2o5r)7)n')7 no +)r!ado0

E77) 'i5o d) +)didor &)+ 7)ndo +i'o 'ii3ado 5rin!i5a+)n') naind:7'ria *=+i!a ) 5)'ro*=+i!a; 5oi7 a +)di2o 5od) 7)r 8)i'a 8ora dod'o; 7)+ a n)!)77idad) d) *a*)r oB7'r2o +)!6ni!a do ido;

)&i'ando 5)rda d) !arga ) 'rBn!ia0 Aé+ di77o; +i'o7 ido7 'ii3ado7n)77a7 ind:7'ria7 72o a'a+)n') !orro7i&o7; a77i+; ha&)r. +a 5r)7)r&a2odo a5ar)ho; 5roongando 7a &ida :'i0

Aé+ da7 &an'ag)n7 . +)n!ionada7; o +)didor d) &a32o 'ra77ni!o')+ 5r)!i72o r)a'i&a+)n') ))&ada ) a +)di2o ind)5)nd) da7 !ondi


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v= L

2cosθ ( 1t 2

−1

t 1 )( Equação3)

E+ *) & é a &)o!idad); L é a di7'6n!ia )n'r) o7 'ran7d'or)7; θ é

o 6ngo )n'r) o 'ran7d'or ) o Ko; ' % é o ')+5o *) d)+ora 5ara a onda7onora a'ingir o o'ro 'ran7d'or 7)gindo a +)7+a dir)2o do Ko ) ' 1 é o')+5o n)!)77.rio 5ara 5)r!orr)r a di7'6n!ia !on'ra o Ko0

Para )77) 'i5o d) +)dida; o7 'ran7d'or)7 5od)+ 7)r +on'ado7 d) 4+an)ira7 di8)r)n')7 d) a!ordo !o+ a n)!)77idad)0 O +é'odo V é 'ii3ado)+ 'Ba


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Figura 3-Método N

Figura 4-Método W

A 5rin!i5a d)7&an'ag)+ d)77) 'i5o d) a5ar)ho é a n)!)77idad) d)

*) o ido *) )7')a 5a77ando 7)a i+5o; o 7)a; 7)+ i+5r)3a7; o *)di9!'a +i'o a 7a i+5an'a2o )+ ind:7'ria70 Poré+; a &an'ag)+ é a>'i+a 5r)!i72o; *) &aria )+ Q#;( a Q10

B0 M)didor d) &a32o 5or )8)i'o Do55)r

O )8)i'o Do55)r !on7i7') na +dana da 5)r!)52o da 8r)*n!ia d)+a 8on') 7onora d)&ido a +o&i+)n'a2o da 8on') )+ r)a2o ao

oB7)r&ador0 D)&ido a i77o; !on7)gir+o7 d)7)n&o&)r radar)7 ) 7onar)7;'ii3ar )77a 5ro5ri)dad) na +)di!ina ) na ind7'ria0

O7 +)didor)7 d) &a32o 5or 8)i'o Do55)r 8n!iona+ a'ra&é7 d) +)+i77or *) )+i') +a onda 7onora d) !)r'a 8r)*n!ia; )77a onda ao 7)di77i5ar 5)o +)io 7o8r)r. +a &aria2o na 7a 8r)*n!ia; *) 7)r.d)')!'ada 5)o o'ro 'ran7d'or0 E77a &aria2o 7) d. d)&ido a+o&i+)n'a2o do ido no !ano ) a 5r)7)na d) 5ar'=!a7 !o+o Boha7 d)ar *) 5od)+ r))'ir )77a onda; g)rando o )8)i'o Do55)r0 Para )77) 'i5o d)in7'r+)n'a2o 5od)+o7 'ii3ar a 7)gin') r)a2o

v=

∆ f . C s

2 f 1cosθ


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E+ *) & é a &)o!idad); ∆ f é a &aria2o )n'r) a 8r)*n!ia

)+i'ida ) r)!)Bida; C7 é a &)o!idad) do 7o+ no ido; 8 1 é a 8r)*n!ia

)+i'ida ) θ é o 6ngo )n'r) o 'ran7d'or ) o Ko0

U+a d)7&an'ag)+ d)77) 'i5o d) in7'aa2o é a n)!)77idad) d) 7)ha&)r +a !aiBra2o 5ara !ada d'o 'ii3ado; 5oré+ a 7a in7'aa2o éB)+ +ai7 7i+5)7 do *) o7 d)+ai7 +é'odo70

Co+5arando !o+ o +)didor an')rior; a grand) &an'ag)+ do )8)i'oDo55)r é 5od)r 7)r 'ii3ado 5ara d'o7 *) !on')nha+ i+5r)3a7; 7)ndo+ai7 a5i!ado no !o'idiano; 5oré+ a 7a 5r)!i72o é B)+ in8)rior; &ariando)n'r) Q% ) Q0

No7 +)didor)7 Ba7)ado n)77) 5rin!i5io; o7 'ran7d'or)7)+i77or)75ro)'a+ + 8)iK) !on'ino d) 'ra77o+ na 8aiKa d) !)n')na7 d) JH30 O7'ra77on7 r))'ido7 5or 5ar'=!a7 &)i!ada7 5)o ido ')+ 7a 8r)*n!ia

a')rada 5ro5or!iona+)n') ao !o+5on)n') da &)o!idad) da7 5ar'=!a7 nadir)2o do 8)iK)0 Co+o na 9gra aBaiKo0

!0 M)didor)7 d) &a32o *) 5od)+o7 )n!on'rar no +)r!ado


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%0 OB)'i&o7

M)horar o 5ro)'o d) +)didor d) &a32o an')rior; 5ara !on7)gir +a+)hor 5r)!i72o0


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E7!oh)+o7 o +é'odo d) +)di2o d) &a32o 5or 7o+ )+ 'ran7i'o;'ii3ando + 7)n7or 'ra77ni!o 5ara oB')n2o d) dado7 5or 7)r +ai75r)!i7o ')ori!a+)n')0

(0 Ma')riai7 'ii3ado7

• Ardino UNO• S)n7or d) Di7'an!ia U'ra77ni!o 5ara Ardino• Co+5'ador !on')ndo Ma'aB ) MS EK!) 5ara an.i7) d) dado7• Ma')ria 5ara 9Ka2o do 7)n7or• TBa2o PVC 5ara r)ai3a2o d) ')7')7

40 C7'o

O +)didor d) &a32o é )77)n!ia+)n') o ardido ) o 7)n7or'ra77ni!o ) o +a')ria *) 7a+o7 5ra 9Ka2o; !o+ i77o o !ano PVC *)'ii3a+o7 5ara r)ai3ar o7 ')7')7 n2o 8a3 5ar') do a5ar)ho0

Tabela 1-Relação de custos

Item Preçounitário

?R

uantidade 'usto total?R

Ardino Uno # 1 -10%S)n7or U'ra77ni!o H!

7r#4 1 ;##

Ma')ria d) 9Ka2o?dr)5oK

(;$ 1 (;$#

+otal ?R "#;#


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0 Mon'ag)+U'ii3a+o7 + ard=no !o+ 7)n7or 'ra77ni!o 5rogra+ado !o+ o7)gin') !>digo

!on7' in' Trigg)rPin $ Trig 5in

!on7' in' E!hoPin , E!ho 5inong Dra'ion #

&oid 7)'5?W5inMod)?Trigg)rPin;OUTPUT Trigg)r i7 an o'5' 5in5inMod)?E!hoPin;INPUT E!ho i7 an in5' 5inS)ria0B)gin?,-## S)ria O'5'X

&oid oo5?Wdigi'ari')?Trigg)rPin; LOd)aYMi!ro7)!ond7?%

digi'ari')?Trigg)rPin; HIGH Trigg)r 5in 'o HIGHd)aYMi!ro7)!ond7?1# 1#7 highdigi'ari')?Trigg)rPin; LO Trigg)r 5in 'o HIGH

Dra'ion 57)In?E!hoPin;HIGH ai'7 8or 'h) )!ho 5in 'o g)'high r)'rn7 'h) Dra'ion in +i!ro7)!ond7ong Di7'an!)++ Di7'an!)?Dra'ion U7) 8n!'ion 'o !a!a')'h) di7'an!)

S)ria05rin'?ZDi7'an!) Z O'5' 'o 7)ria

S)ria05rin'?Di7'an!)++S)ria05rin'n?Z ++Z

d)aY?1### ai' 'o do n)K' +)a7r)+)n'X

ong Di7'an!)?ong 'i+)W Ca!a')7 'h) Di7'an!) in ++ ??'i+)[?S5))d o8 7ond 'o\ard and Ba!J\ard o8 oB)!' [ 1#

ong Di7'an!)Ca! Ca!a'ion &ariaB)

Di7'an!)Ca! ??'i+) %0, % A!'a !a!a'ion in ++Di7'an!)Ca! 'i+) "4 % A!'a !a!a'ion in in!h)7r)'rn Di7'an!)Ca! r)'rn !a!a')d &a)X

Co+ o 5rogra+a 8n!ionando '=nha+o7 a +)dida )+ +i=+)'ro7+)dido7 5)o 7)n7or *ando o ido 5a77a&a 5)o !ano )+ di8)r)n')75r)77digo 5ara o ard=no; *) no7 d. a &a32o )+ L7

!on7' in' Trigg)rPin $ Trig 5in!on7' in' E!hoPin , E!ho 5in


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ong Dra'ion #oa' di7'an!)in' +od) 1doB) @doB) &a3aooa' +)diain' Kin' Yoa'

&oid 7)'5?W 5inMod)?Trigg)rPin;OUTPUT Trigg)r i7 an o'5' 5in 5inMod)?E!hoPin;INPUT E!ho i7 an in5' 5in S)ria0B)gin?,-##X&oid oo5?

W K# Y# # \hi) ?K ] #5)ga # &aor)7 W Dra'ion G)'PingDra'ion?Trigg)rPin')+5o d) r)'orno do57o di7'an!) +i!ro7)!ond7ToMii+)')r7?Dra'ion!on&)r72o d)')+5o 5ara a di7'6n!ia K K ^ 1 Y di7'an!) ^ Y d)aY?1## X

YK+édia do7 &aor)7 &a3ao !a!oDaVa3ao?!a!a a &a32o i8 ?&a3ao _ 10,"5on'o # W S)ria05rin'?&a3ao S)ria05rin'n?Z 7Z X )7) i8?&a3ao ] 10," W

S)ria05rin'?Z#Z S)ria05rin'n?Z 7ZX

X

ong G)'PingDra'ion?in' Trigg)rPinW ong dra digi'ari')?Trigg)rPin; LO d)aYMi!ro7)!ond7?% digi'ari')?Trigg)rPin; HIGH Trigg)r 5in 'o HIGH

d)aYMi!ro7)!ond7?1# 1#7 high digi'ari')?Trigg)rPin; LO Trigg)r 5in 'o HIGH


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dra 57)In?E!hoPin;HIGH r)'rn draXong +i!ro7)!ond7ToMii+)')r7?ong +i!ro7)!ond7Wr)'rn +i!ro7)!ond7 %0, %

XdoB) !a!oDaVa3ao?oa' +)diaW doB) ! doB) B ! 0(#%#"(%11$B #0%-4"(##1-,

@ ![5o\?+)dia;B r)'rn @

S)ria05rin'n?@X

-0 R)7'ado do7 ')7')7

R)ai3a+o7 5ri+)ira+)n') + ')7') 5ara !a!ar a &a32o d) a!ordo!o+ !ada 5r)772o; 5ara i77o )n!h)+o7 7a!o7 d) iKo ano'ando o')+5o ) 'ii3a+o7 a 8>r+a da &a32o

Q=V

t

TaB)a 1 ` C.!o da &a32o )+ di8)r)n')7 5r)77


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TaB)a % ` Di7'6n!ia +)dida 5)o 7)n7or )+ +i=+)'ro7

Co+ o7 dado7 oB'ido7 na 'aB)a % ) 1; oB')+o7 a 'aB)a (; ond)r)a!iona+o7 a &a32o !o+ a di7'6n!ia +)dida 5)o7 7)n7or)7


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TaB)a ( ` R)a2o da &a32o 5)a di7'6n!ia

P)a 'aB)a ( !h)ga+o7 a 7)gin') 8n2o

vazao=5.30207321158 x−0.256473001659

A5>7 a d)')r+ina2o da )*a2o 93)+o7 no&o7 ')7')7 5ara &)ri9!ar a)Ka'id2o do no77o +é'odo d) +)dida

Co+ i77o 8oi 5o77=&) oB7)r&ar *) o7 r)7'ado7 da )*a2o ?&a32o+édia n2o 8og)+ +i'o da7 &a3Ki+a r)aidad)0


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"0 Con!72o

A5>7 a r)ai3a2o d) &.rio7 ')7')7 !on!=+o7 *) o oB)'i&o 8oraa!anado; 5oré+ !o+ ag+a7 r)77a&a7; d) +odo *) ao 'ii3ar o+)didor d) &a32o o r)7'ado 7)r. i+5r)!i7o d)&ido 8a'a d)

)*i5a+)n'o7 d) !aiBrag)+; 5oi7 a &aria2o d) ')+5)ra'ra ) 5r)772o doido in')r8)r) dir)'a+)n') no r)7'ado do +)didor; +a &)3 *) a)*a2o oB'ida 5)o7 no77o7 ')7')7 8oi 'ii3ada +)di


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SCHNEIDER; P0S0 M)di2o d) &)o!idad) ) &a32o d) ido70 Di75on=&) )+]h''5\\\0g)7')0+)!ani!a08rg70Br577+)d')r+&a3ao+'05d8 _0 A!)77o)+ 141#%#140

bRANCO; G0 M)di2o d) &a32o !o+ 'ra77o+0 Di75on=&) )+]h''5\\\0+)!a'roni!aa'a0!o+0Brar'igo7$1%+)diod)&a3o!o+'ra7o+_0 A!)77o )+ 1(1#%#140
http://www.geste.mecanica.ufrgs.br/pss/medterm/vazao_mt.pdfhttp://www.mecatronicaatual.com.br/artigos/812-medio-de-vazo-com-ultra-somhttp://www.mecatronicaatual.com.br/artigos/812-medio-de-vazo-com-ultra-somhttp://www.geste.mecanica.ufrgs.br/pss/medterm/vazao_mt.pdfhttp://www.mecatronicaatual.com.br/artigos/812-medio-de-vazo-com-ultra-somhttp://www.mecatronicaatual.com.br/artigos/812-medio-de-vazo-com-ultra-som

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