Como calcular coeficientes de vazão?
Soluções para a tarefa
vazão é dado pela velocidade vezes a área
Q=v.A
Equação de Bernoulli
Na dinâmica dos fluidos, o princípio de Bernoulli, também chamado de equação de Bernoulli, descreve o comportamento de um líquido que se move ao longo de uma corrente de água son condições variáveis.
O princípio de Bernoulli afirma que: dentro de um fluxo horizontal de fluido, os pontos de maior velocidade do fluido terão menor pressão do que os de menor velocidade.
O cálculo do vazão é baseado no Princípio de Bernoulli que, para um líquido que flui em um conduto sem fricção, é expresso como:
Onde:
- z, é o valor da posição (altura) do líquido (do seu centróide), em relação a um sistema de coordenadas.
- g, é o valor da aceleração da gravidade.
- ρ, é o valor da densidade do líquido.
- P, é o valor da pressão do líquido confinado no tubo.
Método do Diafragma
A placa de orifício ou diafragma é um dos métodos mais usados para medição de fluxos. Consiste em uma placa com um furo que é interposto no tubo com uma onde a redução pode ser de 20% à 70% do diâmetro do tubo. Como resultado dessa obstrução, há uma queda de pressão, que é a medida pela comparação através de um manômetro em U, que mede a diferença de pressão entre a região anterior e posterior ao diafragma.
Logo, através de métodos matemáticos, a velocidade do fluido no interior do conduto pode ser calculada.
Método do Venturi
A função básica deste medidor é produzir um estrangulamento na seção transversal do tubo, o que modifica as pressões nas seções e na garganta, com a medição dessa mudança é possível conhecer a despesa que circula pela seção.
O tubo de venturi é semelhante à placa de orifício, mas é projetado para eliminar a separação das camadas próximas às bordas e, assim, produzir arrasto. A mudança na seção transversal produz uma mudança de presão entre a seção convergente e a garganta, permitindo conhecer a vazão a partir dessa queda de pressão.
Coeficiente de Vazão (k)
Quando o fluxo passa através de uma válvula ou outro dispositivo restritivo, perde energia. O coeficiente de vazão é um fator de desing que relaciona a diferença de altura (Δh) ou pressão (ΔP) entre a entrada e a saída da válvula com o vazão (V).
O coeficiente de vazão (K) pode ser calculado por fórmulas empíricas ou encontrado em tabelas (em função do nº de Reynolds).
Onde:
- V: vazão
- ΔP: diferença de pressão
- Gf: densidade específica (1 para água)
- K: coeficiente de vazão
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