Experimento Bancada Hidráulica

Experimento de bancada Hidráulica
1 Objetivos
Este experimento tem por objetivo determinar a perda de carga de componentes hidráulicos, e a velocidade média através da equação de
Bernoulli e das fórmulas empíricas.

2 Problema da Perda de Carga
Neste experimento determinou-se a perda de carga localizada (ℎ𝑙 ) do tubo de
Venturi, do registro de gaveta de ¾” e do registro esfera de pressão ¾”. Para isso colocamos o manômetro de pressão no componente a ser analisado, ligamos a bancada hidráulica, e através do inversor de frequência controlamos a vazão (𝑄) até chegar à vazão determinada. Depois de estabilizado anotou-se a variação de pressão (∆𝑃). Faz-se necessário medir os diâmetros 𝑑1 e 𝑑2 , do tubo de Venturi e encontrar os valores de 𝐾 experimentais dos componentes a serem analisados. Neste experimento também foram determinados os valores de K para cada componente.

3 Desenvolvimento Teórico
3.1

Perda de carga localizada real pela Equação de Bernoulli

A Equação de Bernoulli aplicada à perda de carga é dada por:
𝑃𝐴 𝑣𝐴2
𝑃𝐴
𝑣𝐵2
𝑍𝐴 + +
= 𝑍𝐵 +
+
+ ℎ𝑙
𝛾 2𝑔
𝛾
2𝑔

ℎ𝑙 = 𝑍𝐴 − 𝑍𝐵 +

𝑣𝐴2 − 𝑣𝐵2 𝑃𝐴 − 𝑃𝐵
+
2𝑔
𝛾

Para o registro gaveta de ¾” e registro esfera de pressão ¾” as alturas 𝑍𝐴 e 𝑍𝐵 são as mesmas e os diâmetros não mudam, logo as velocidades 𝑣𝐴 e 𝑣𝐵 são iguais, visto que, a vazão também não se altera. Assim para esses dois componentes a equação da perda de carga real pode ser escrita como:

ℎ𝑙 =

𝑃𝐴 − 𝑃𝐵 ∆𝑃
=
(1)
𝛾
𝛾

Para o Tubo de Venturi somente as alturas 𝑍𝐴 e 𝑍𝐵 que não se alteram. Assim a equação pode ser escrita como:

ℎ𝑙 =

𝑣𝐴2 − 𝑣𝐵2 𝑃𝐴 − 𝑃𝐵
+
2𝑔
𝛾

Pela equação da continuidade, temos que:
𝑄 =𝑣∙𝐴
Como se trata de um tudo a área 𝐴 é dado por:

𝐴=

𝜋𝑑²
4

Logo a velocidade 𝑣 pode ser escrita como:

𝑄=𝑣

𝑣=

𝜋𝑑²
4

4𝑄
(2)
𝜋𝑑²

Consequentemente a perda de carga pode ser reescrita como:
4𝑄 2
4𝑄 2
)
−
(
)
𝑃𝐴 − 𝑃𝐵
𝜋𝑑𝐴2
𝜋𝑑𝐵2
ℎ𝑙 =
+
2𝑔
𝛾
(

ℎ𝑙 =

8𝑄 2 1
1
𝛥𝑃
( 4 − 4)