Controlador do nível de um depósito

Controlo do nível de um depósito

Rui Coelho

Introdução
Problema Proposto
Apresentação De Resultados
Anexos
Bibliografia

Introdução

Este trabalho tem por objectivo para além de solucionar o problema proposto, compreender os fundamentos básicos da hidrodinâmica, nomeadamente os que se aplicam neste caso concreto. A hidrodinâmica é uma componente da mecânica de fluidos que tem por base o estudo do escoamento dos fluidos.
No caso vertente, um depósito com orifício na base, e considerando os pressupostos de que o fluido (água) no depósito é incompressível e que as paredes desse mesmo depósito são verticais, temos que a velocidade de escoamento, é calculada pela equação n.1.

Equação n.1

Em que φ é o coeficiente de velocidade (para a água é de 0,97), g a aceleração da gravidade e h a altura do nível de água no depósito. Um outro conceito importante é o do fluxo do volume, calculado pela equação n.2.

Equação n.2

Em que ε é o coeficiente de contracção, no caso 0,62 (orifício de arestas vivas) e A o diâmetro do orifício.

Problema proposto

Manter o nível de água constante num tanque vertical com 0,254m X0,254m; a água flui através de um orifício no fundo do tanque a uma taxa de (equação n.3.):

Equação n.3

Em que C é a constante do orifício (0,7 fornecida pelo docente), h a altura do nível de água pretendido (0,2286 m) e Ao é a área do orifício, calculada pela equação n.4. Equação n.4

Os valores de C e de Ao devem ser tais que o débito seja / s, uma bóia com uma área transversal a calcular, está ligada a uma válvula reguladora, conforme figura n.1.

Figura n.1

Em condições de equilíbrio, a força exercida pela água, tendente a fechar o circuito é equilibrado pela força da mola. O