SEMINÁRIOS

DE MECÂNICA

DOS FLUIDOS

UFJF – Setembro 2012

Professor Luiz Evaristo Dias Paiva

Orifícios

3 Foronomia

Definição

Perfuração de forma geométrica definida, feita abaixo da superfície livre

do líquido em um reservatório, com

objetivo de medir a vazão.

3 -

Fo

ron

om

ia

Classificação

• Circulares

• Retangulares

• Triangulares

Quanto à forma:

• Permanente: carga constante no tempo

• Transitório: carga variável no tempo

Segundo a variabilidade da carga com o tempo:

3 -

Fo

ron

om

ia

ClassificaçãoSegundo a espessura da parede na qual se pratica a abertura:

Parede delgada:

e < 0,5 d

Parede espessa:

0,5 d < e < 1,5 d

3 -

Fo

ron

om

ia

Classificação

Obs. Acima de 2d < e < 3d, calcula-se como Bocal.

3 -

Fo

ron

om

ia

Classificação

Segundo as dimensões relativas à carga:

Pequenos:

d < h/3

Grandes:

d > h/33 -

Fo

ron

om

ia

Classificação

Orifício Livre

Orifício Afogado

3 -

Fo

ron

om

ia

Segundo a pressão do jato efluente:

Definições3 -

Fo

ron

om

ia

Coeficientes

Obs. Valores de Cc, Cv e Cd podem ser encontrados tabelados na literatura.

3 -

Fo

ron

om

ia

Cc Cv Cd

0,62 0,985 0,61

Valores médios para orifícios comuns em

parede delgada:

Estudo

de Casos3 -

Fo

ron

om

ia

1. Orifícios Pequenos em Paredes

Delgadas com Jato Livre

Estudo de

Casos

2

z2

3 -

Fo

ron

om

ia

2. Orifícios Afogados Pequenos em

Paredes Delgadas.

Estudo de

Casos

z2

Através do Princípio de Torricelli, fazendo P2=h2(m.c.f.) e as relações anteriores, temos:

3 -

Fo

ron

om

ia

3. Orifícios Grandes em Paredes Delgadas

mantido à nível constante.

Estudode

Casos

z2

3 -

Fo

ron

om

ia

Contração Incompleta

da Veia“Diz-se contração incompleta quando o

fluido não se aproxima linearmente do orifício, o

que ocorre quando o mesmo não está

suficientemente afastado das paredes laterais e

do fundo do reservatório.”

Nesse caso:

3 -

Fo

ron

om

ia

Onde,

Contração Incompleta

da VeiaExemplos:

3 -

Fo

ron

om

ia

4. Escoamento através de orifício pequeno

com nível variável:

Estudo de

Casos

3 -

Fo

ron

om

ia

Seja A a área do reservatório (constante), o tempo t necessário para o esvaziamento desde reservatório é:

Em dt:

Volume descarregado (Vol=QxT):

Assim:

h1h2

dh

A

S

4. Escoamento através de orifício pequeno

com nível variável:

Estudo de

Casos

3 -

Fo

ron

om

ia

Expressão aproximada.

h1h2

dh

A

S

Esvaziamento completo (h2=0):

Considerando Cd=0,61 e g=9,81 m/s², temos:

PERDA DE

CARGA NOS

ORIFÍCIOS

3 -

Fo

ron

om

ia

Perda de Carga3 -

Fo

ron

om

ia

Diferença da Energia Cinética verificada pela

variação entre a velocidade teórica e a real:

Função da Velocidade Função da Carga Hidráulica

3 -

Fo

ron

om

ia

Slides: Júlia Castro Mendes