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