Carneiro hidráulico

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(Carneiro

hidrulico - Didtico)Prof. Luiz Ferraz Netto [email protected]

Apresentao A bomba carneiro, ou carneiro hidrulico um dispositivo automtico elevador de gua. Seu princpio de funcionamento simples. Um fluxo de gua atravessa o corpo do mecanismo, quando a velocidade desse fluxo atinge um valor adequado, uma vlvula o interrompe abruptamente. A energia cintica da gua toda (no s a do corpo da bomba, como tambm aquela da canalizao) determina no corpo da bomba um violento golpe. Esse golpe suficiente para empurrar uma certa quantidade de gua a uma boa altura, sendo recolhida numa caixa dgua. A bomba carneiro transforma energia cintica da gua em energia potencial. Seu rendimento hidrulico pequeno. A montagem didtica a seguir pe em destaque esse golpe de arete devido brusca Interrupo do movimento da gua e a sua conseqente elevao. Nota: Em pesquisa sobre o carneiro hidrulico encontrei um excelente artigo -- Carneiro Hidrulico Resgate Secular -- que o Prof. Luiz Roberto Toledo apresenta nas pginas do Globo Rural (outubro de 1997), descrevendo o trabalho do Prof. Luiz Antonio Lima e do ps-graduando ( poca) Antonio Carlos Barreto, da Universidade de Lavras - MG. Tentei por vrias vezes entrar em contato com Luiz Roberto Toledo (atravs da Revista), sem sucesso, infelizmente. Esse artigo eu reproduzo (trs pginas da Revista Globo Rural de Outubro de 97) depois desse meu modesto trabalho didtico sobre o tema. Material e Montagem

(a) Cortar a garrafa PET de refrigerante na posio indicada. Veja item (a) do projeto 56Turbina reao, nessa Sala. (b) Amarre 3 fios de linha de pesca no gargalo da garrafa. Passe suas extremidades livres pelos orifcios simtricos feitos na borda recm-cortada da garrafa e a seguir una-os em um s fio de pesca. Fixe o sistema a um suporte. Na boca da garrafa adapte uma rolha de borracha com 1 furo. (c) Pelo orifcio da rolha passe um dos ramos de um cotovelo de vidro. Adapte um tubo de vidro em forma de T (juno T) a esse cotovelo, mediante um tubinho de ltex. Um tubo de vidro de extremidade afilada (tipo conta-gotas reto) preso (mediante ltex) a perna central do T. Outro pedao de tubo de ltex encaixado na extremidade livre do T.

(d) Adapte o conjunto (c) na boca da garrafa e, apertando com os dedos o tubinho de ltex livre, encha a garrafa com gua. Quando cheia, solte o tubinho de ltex permitindo o escoamento de gua. Aperte rapidamente esse tubinho, para Interromper bruscamente a sada de gua e fazer surgir o golpe de arete. Repare na elevao da gua na perna central do T. Na bomba carneiro real, esse estrangulamento feito automaticamente. Veja, voc aproveitou-se da prpria energia da gua para fazer subir gua! Um projeto didtico completo A montagem abaixo ilustra um projeto didtico completo para descrever e operar o Carneiro Hidrulico; uma excelente sugesto para Feira de Cincias.

As vlvulas de entrega e de desperdcio so feitas com esfera de ao (rolamentos) vedando compartimento cnico. Na vlvula de desperdcio o vrtice do cone est 'para cima', na sada de gua [ /O\ ] e a esfera repousa sobre uma tela logo abaixo (quando a presso diminui --- pela velocidade de escoamento --- a esfera sugada e fecha essa sada). Na vlvula de entrega o cone est com o vrtice 'para baixo' [ \O/ ] e a esfera est vedando a

entrada de gua na garrafa de compresso. Quando a vlvula de desperdcio se fecha, a onda de compresso levanta a esfera da vlvula de entrega, permitindo a entrada de gua na garrafa de compresso. Quando a presso do ar na garrafa se iguala presso da gua na vlvula de entrega, a esfera desce e veda a comunicao. Na fase seguinte a presso do ar dentro da garrafa que, superando a presso da coluna de gua no tubo de sada, permite a passagem de gua da garrafa para o reservatrio superior. Um modo de ilustrar como o ar comprimido na garrafa 'empurra' a gua de seu interior para o reservatrio pode ser evidenciado pela seguinte montagem didtica (meu prottipo foi feito com duas garrafas PET de 2 litros; as prprias tampas foram furadas para permitirem as passagens dos tubos plsticos):

De incio a gua do bquer enche o funil; a presso exercida por essa coluna de gua vence a presso do ar no interior da garrafa B e desce; o nvel de gua na garrafa B aumenta e comprime o ar da garrafa B; a presso desse ar comprimido transfere-se para a garrafa A, forando a gua de A transferir-se para a garrafa B via funil --- e o processo continua 'por conta prpria'. Uma festa! Voc reconheceu que montagem essa? No! Ora, .... a fonte de Heron! Apenas o prato que recolhe a gua (no modelo tradicional) foi 'trocado' pelo funil e o tubo que 'esguicha' a gua para cima transformou-se no tubinho que joga gua no funil (veja Fontes de Heron, e compare!). Sobre a montagem de um real Carneiro Hidrulico, reproduzo abaixo um excelente artigo.

Reproduo em formato .jpg de trs pginas da Revista Globo Rural de Outubro de 1997

Aos amigos que desfrutarem desse trabalho, apreciaria comentrios sobre essas "vlvulas de reteno vertical" (lista de material itens N e O), detalhando seu funcionamento, indicando locais provveis para adquirir tais vlvulas (eis porque tentei vrias vezes entrar em contato com os

autores do trabalho) e, possivelmente, um 'modo caseiro' de produz-las. Antecipo agradecimentos. Lo-Luiz Ferraz Netto - [email protected] +++++++++++++++++++++++++++++ Com satisfao recebi algumas mensagens relativas ao pargrafo acima (vlvulas de reteno). Agradeo a todos. Abaixo coloco a cpia de uma dessas gratas e carinhosas mensagens: "Caro professor,Sou engenheiro e quero parabeniz-lo pelo excelente trabalho realizado em seu site feira de cincias, tenho certeza que de grande valia para professores em sua preparao de aula. No artigo sobre golpe de arete, que no momento estou verificando, pois pretendo elevar uma pequena quantidade de gua em um stio, deparei com sua questo sobre as vlvulas de reteno. Estou anexando um arquivo com o catlogo do fabricante Metalrgica Ip [ www.mipel.com.br ] que traz os modelos utilizados no artigo da revista Globo Rural. Pode ser que este assunto j tenha sido esclarecido mas fica uma pequena contribuio para seu trabalho. Estas vlvulas so facilmente encontradas, pelo menos em So Paulo onde resido, na Rua Florncio de Abreu no centro da cidade mas o fabricante pode informar outros endereos. Roberto Wenke Filho"

Nota: O arquivo anexado, referido no texto do amigo Roberto, pode ser 'baixado' do prprio site da Metalrgica Ip. Mais detalhes e informaes sobre o Carneiro Hidrulico sero sempre bem vindas. +++++++++++++++++++++++++++++++ Mais informaes acabaram de chegar, indicando outro local de compra de tais vlvulas de reteno horizontais e verticais [ www.balaroti.com.br ]. 'Salgadinhos' os preos, no?! Eis os visuais:

+++++++++++++++++++++++++++++++ Novas contribuies, indicam (e eu endosso e agradeo) os seguintes links sobre o tema "Carneiro Hidrulico" e "Golpe de Arete": http://www.hidrovector.com.br/ebook-carneiro-hidraulico.asp http://www.ceset.unicamp.br/webdidat/matdidat.php?cod=ST713&nome=Ariovaldo+Jose+da+Silva +++++++++++++++++++++++++++++++