experiência do bocal convergente
TRANSCRIPT
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Experincia
Bocal convergente
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No esquecer das condies:escoamento incompressvel e em regime permanente ...
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Portanto a massa especfica e o peso especfico permanecem praticamente constantes ao longo do escoamento e as propriedades em uma dada seo do escoamento no mudam com o tempo, portanto o nvel do reservatrio, se houver permanece constante.
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O nvel do reservatrio a seguir deve permanecer constante
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O Man est mostrando o escoamento no bocal convergente
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Esquematicamente teramos:
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Sabe-se que ao fechar o bocal o nvel do tanque sobe Dh em DtEvocando se o conceito de vazo tem-se que:
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Aplica-se a equao da energia entre (0) e (1)
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Uma equao com duas incgnitas e agora?
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Para sair desta, vamos considerar o fluido como ideal (viscosidade igual a zero), isto transforma a equao da energia na equao de Bernoulli onde se tem Hp 0-1 = 0, o que nos permite determinar a velocidade mdia terica do escoamento, isto porque no se considerou as perdas.
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Portanto:
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Tendo-se a velocidade terica e a rea do orifcio possvel calcular a vazo terica:
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Analisando novamente a figura do problema,observa-se um lanamento inclinado no jato lanado
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Portanto, evocando-se os conceitos abordados nos estudos do lanamento inclinado deve-se dividir o escoamento em outros dois:
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No eixo y tem-se uma queda livre, portanto:
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J no eixo x tem-se um movimento uniforme com a velocidade igual a velocidade real.
Importante observar que o que une os dois movimentos o tempo, ou seja, o tempo para percorrer y em queda livre igual ao tempo para percorrer x em movimento uniforme e com velocidade real.
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Portanto:
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At este ponto, calculou-se:
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O que faremos com todos estes parmetros calculados?
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Vamos introduzir os conceitos de:
Coeficiente de vazo CdCoeficiente de velocidade CvCoeficiente de contrao CcOutra maneira de se calcular a vazo real - Qr
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E ainda d para se calcular a perda no bocal!
Vamos analisar um exemplo nmerico ...
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Uma placa de orifcio de dimetro 23 mm instalada na parede lateral de um reservatrio. O eixo da placa fica 25 cm acima do piso. Ajusta-se a alimentao de gua do reservatrio para que o nvel se estabilize a 45 cm acima do eixo do orifcio. O jato de gua que sai do orifcio, alcana o piso a 60 cm do plano vertical que contm a placa de orifcio. Sendo , a rea da seo transversal do reservatrio, num plano horizontal, igual a 0,3 m2 e sabendo-se que quando o orifcio fechado com uma rolha o seu nvel, anteriormente estvel, sobe 10 cm em 30 segundos, pede-se determinar os coeficientes de velocidade, de descarga (ou vazo) e o de contrao.
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Para a engenharia o desenho uma das maneiras de comunicao Portanto vamos pratic-la atravs do enunciado dado para a questo
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Respostas
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Podemos resolver o problema proposto:
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E a perda no bocal:
calcular
Cv
Cd
Cc
perda
Objetivos
18/5/2005 - v2
Cv
Cd
Cc
velocidade
terica
real
vazo
terica
real
rea
bocal
contrada
bocal
t
h
A
tempo
Volume
Q
que
tan
real
D
=
=
1
0
1
0
1
0
2
1
1
1
2
0
0
0
1
0
1
0
2
2
-
-
-
-
-
+
=
+
+
+
=
+
+
-
+
+
g
+
=
+
g
+
+
=
+
=
+
p
2
1
p
2
1
p
p
f
i
p
final
mquina
inicial
H
19,6
v
h
H
19,6
v
0
0
0
0
h
orifcio
do
eixo
no
PHR
o
se
do
tan
Ado
H
g
v
p
Z
g
v
p
Z
H
H
H
H
H
H
H
6
19
6
19
1
2
1
1
0
,
h
v
v
,
v
h
H
19,6
v
h
terica
p
2
1
=
=
\
=
+
=
-
4
2
o
terica
t
orifcio
terica
terica
D
v
Q
A
v
Q
p
=
=
g
y
2
t
:
t
determinar
se
-
pode
portanto
y
e
s
m
9,8
g
:
dados
so
que
se
Observa
t
g
y
2
=
=
-
=
2
2
1
t
x
v
t
v
x
r
r
=
\
=
t
r
t
r
v
v
Q
Q
c
v
d
t
r
t
c
v
o
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c
v
r
o
c
t
v
c
r
r
o
c
c
t
r
v
t
r
d
C
C
C
Q
Q
Q
C
C
A
v
C
C
Q
A
C
v
C
A
v
Q
A
A
orifcio
do
rea
contrada
rea
C
v
v
terica
velocidade
real
velocidade
C
Q
Q
terica
vazo
real
vazo
C
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
92
0
88
0
81
0
88
0
97
2
61
2
81
0
10
23
1
10
1
3
3
,
,
,
C
C
C
,
,
,
C
,
,
C
v
d
c
v
d
@
=
=
@
=
@
=
-
-
m
,
,
,
,
H
s
m
,
,
,
v
v
H
19,6
v
,
p
r
p
2
1
103
0
6
19
61
2
45
0
61
2
23
0
6
0
45
0
2
1
0
1
1
0
@
-
=
\
@
=
=
+
=
-
-