Efeito venturi

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EXPERIMENTO DO CÁLCULO DA VAZÃO DE BOMBA POR MEIO DE EFEITO VENTURI

Állan Cássio, Dieison Oliboni, Geovani Casconeto, Jeferson Rocio Oliveira, Paula Cristine de Oliveira

Laboratório de Engenharia Química
Professores: Luciano Koslowski e Cleiton Vaz
Universidade da Região de Joinville-UNIVILLE

Resumo – Este experimento tem como objetivo calcular a velocidade de um fluídoatravés do efeito Venturi. O tubo em formato de U mostra o diferencial de pressão entre os ramos da tubulação, cuja secção são diferentes conforme a figura 01.
O Efeito Venturi no diz que a velocidade do fluído no ramo do tubo que tem menor secção é maior que a velocidade do fluído do ramo que tem maior secção. Se S1> S2, concluímos que v1< v2.

1 Introdução

Vazão é o volume de determinadofluido que passa por uma determinada
seção de um conduto que pode ser livre ou forçado por uma unidade de tempo. Ou seja, vazão é a rapidez com a qual um volume escoa.Um conduto livre pode ser um canal, um rio ou uma tubulação. Um conduto forçado pode ser uma tubulação com pressão positiva ou negativa. Devido a seu custoreduzido, relativa simplicidade e robustez, a medição da vazão de fluidos por instrumentos baseados no efeito de queda de pressão, tais como placas de orifício, bocais e tubos de Venturi (ABNT, 1988) são adotados nos mais diversos ramos industriais. Aplicações como: transporte de misturas multifásicas, processamento de gás natural, transferência de custódia, distribuição de gás para
consumoresidencial, são apenas exemplos isolados de inúmeras aplicações.
O Tubo de Venturi é um medidor de vazão de diferencial de pressão, também conhecido como medidor de vazão por obstrução de área, conforme esquema na figura 1. A diferencial de pressão entre duas seções distintas do medidor é proporcional à vazão que escoa por ele. A diferença de pressão é produzida por efeitosinerciais – a aceleração do escoamento devido à obstrução do mesmo (redução de área na garganta) – e viscoso, isto é, a perda de carga.

Figura 01 – Esquema Tubo Venturi

A velocidade do fluido aumenta na restrição e, de acordo com a equação de Bernoulli, a pressão estática diminui. Mede-se a queda de pressão e, como ela se relaciona à vazão, o instrumento poderá ser calibrado, tornando-se ummedidor de vazão (GOMIDE, 1997).
Depois de passar pela restrição, o fluido retoma a secção que ocupa a montante e, se o escoamento fosse ideal, a pressão estática retornaria ao valor inicial. Na verdade os dispositivos empregados causam sempre uma queda de pressão permanente devido à turbulência que acarretam e, para fins de julgamento de seu custo de operação, essa perda deverá ser conhecida e levadaem contas nos cálculos (GOMIDE, 1997).
A utilização de elementos de obstrução para medir vazão tem algumas vantagens, pois podem ser utilizados em qualquer fluído, não há nenhum equipamento mecânico ou eletrônico submerso no fluído e não há limite de medição de vazão, pois pode ser adaptado em tubulações de qualquer diâmetro.
Em controles de processo, a medição de vazão se torna importantequando o processo envolve mistura e descargas de fluídos. Outra utilização do Efeito Venturi nas indústrias é como dosador, que funciona por meio de hidro-ejetor serve para criar um vácuo no tubo Venturi onde ocorre sucção, diluição e injeção de solução química em fluídos a serem tratados.
O equacionamento do escoamento através do Medidor Venturi é desenvolvido com base na equação da conservação daenergia, ou equação de Bernoulli. O aumento da energia total de uma partícula fluida, cinética mais interna, é igual ao trabalho realizado sobre o fluido devido à mudança de pressão e devido à gravidade mais o calor adicionado (AZEVEDO NETTO, 1973).

Equação de Bernouli

Onde:
v = velocidade do fluido ao longo do conduto
g = aceleração da gravidade
Z = altura geométrica
p = pressão ao...
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