Experincia

Bocal convergente

No esquecer das condies:escoamento incompressvel e em regime permanente ...

Portanto a massa especfica e o peso especfico permanecem praticamente constantes ao longo do escoamento e as propriedades em uma dada seo do escoamento no mudam com o tempo, portanto o nvel do reservatrio, se houver permanece constante.

O nvel do reservatrio a seguir deve permanecer constante

O Man est mostrando o escoamento no bocal convergente

Esquematicamente teramos:

Sabe-se que ao fechar o bocal o nvel do tanque sobe Dh em DtEvocando se o conceito de vazo tem-se que:

Aplica-se a equao da energia entre (0) e (1)

Uma equao com duas incgnitas e agora?

Para sair desta, vamos considerar o fluido como ideal (viscosidade igual a zero), isto transforma a equao da energia na equao de Bernoulli onde se tem Hp 0-1 = 0, o que nos permite determinar a velocidade mdia terica do escoamento, isto porque no se considerou as perdas.

Portanto:

Tendo-se a velocidade terica e a rea do orifcio possvel calcular a vazo terica:

Analisando novamente a figura do problema,observa-se um lanamento inclinado no jato lanado

Portanto, evocando-se os conceitos abordados nos estudos do lanamento inclinado deve-se dividir o escoamento em outros dois:

No eixo y tem-se uma queda livre, portanto:

J no eixo x tem-se um movimento uniforme com a velocidade igual a velocidade real.

Importante observar que o que une os dois movimentos o tempo, ou seja, o tempo para percorrer y em queda livre igual ao tempo para percorrer x em movimento uniforme e com velocidade real.

Portanto:

At este ponto, calculou-se:

O que faremos com todos estes parmetros calculados?

Vamos introduzir os conceitos de:

Coeficiente de vazo CdCoeficiente de velocidade CvCoeficiente de contrao CcOutra maneira de se calcular a vazo real - Qr

E ainda d para se calcular a perda no bocal!

Vamos analisar um exemplo nmerico ...

Uma placa de orifcio de dimetro 23 mm instalada na parede lateral de um reservatrio. O eixo da placa fica 25 cm acima do piso. Ajusta-se a alimentao de gua do reservatrio para que o nvel se estabilize a 45 cm acima do eixo do orifcio. O jato de gua que sai do orifcio, alcana o piso a 60 cm do plano vertical que contm a placa de orifcio. Sendo , a rea da seo transversal do reservatrio, num plano horizontal, igual a 0,3 m2 e sabendo-se que quando o orifcio fechado com uma rolha o seu nvel, anteriormente estvel, sobe 10 cm em 30 segundos, pede-se determinar os coeficientes de velocidade, de descarga (ou vazo) e o de contrao.

Para a engenharia o desenho uma das maneiras de comunicao Portanto vamos pratic-la atravs do enunciado dado para a questo

Respostas

Podemos resolver o problema proposto:

E a perda no bocal:

calcular

Cv

Cd

Cc

perda

Objetivos

18/5/2005 - v2

Cv

Cd

Cc

velocidade

terica

real

vazo

terica

real

rea

bocal

contrada

bocal

t

h

A

tempo

Volume

Q

que

tan

real

D

=

=

1

0

1

0

1

0

2

1

1

1

2

0

0

0

1

0

1

0

2

2

-

-

-

-

-

+

=

+

+

+

=

+

+

-

+

+

g

+

=

+

g

+

+

=

+

=

+

p

2

1

p

2

1

p

p

f

i

p

final

mquina

inicial

H

19,6

v

h

H

19,6

v

0

0

0

0

h

orifcio

do

eixo

no

PHR

o

se

do

tan

Ado

H

g

v

p

Z

g

v

p

Z

H

H

H

H

H

H

H

6

19

6

19

1

2

1

1

0

,

h

v

v

,

v

h

H

19,6

v

h

terica

p

2

1

=

=

\

=

+

=

-

4

2

o

terica

t

orifcio

terica

terica

D

v

Q

A

v

Q

p

=

=

g

y

2

t

:

t

determinar

se

-

pode

portanto

y

e

s

m

9,8

g

:

dados

so

que

se

Observa

t

g

y

2

=

=

-

=

2

2

1

t

x

v

t

v

x

r

r

=

\

=

t

r

t

r

v

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Q

Q

c

v

d

t

r

t

c

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o

t

c

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r

o

c

t

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c

r

r

o

c

c

t

r

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t

r

d

C

C

C

Q

Q

Q

C

C

A

v

C

C

Q

A

C

v

C

A

v

Q

A

A

orifcio

do

rea

contrada

rea

C

v

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terica

velocidade

real

velocidade

C

Q

Q

terica

vazo

real

vazo

C

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

92

0

88

0

81

0

88

0

97

2

61

2

81

0

10

23

1

10

1

3

3

,

,

,

C

C

C

,

,

,

C

,

,

C

v

d

c

v

d

@

=

=

@

=

@

=

-

-

m

,

,

,

,

H

s

m

,

,

,

v

v

H

19,6

v

,

p

r

p

2

1

103

0

6

19

61

2

45

0

61

2

23

0

6

0

45

0

2

1

0

1

1

0

@

-

=

\

@

=

=

+

=

-

-