LABORATÓRIO DE HIDRÁULICA ENG 1120
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- Júlio Pais Sequeira
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1 PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE GOIÁS LABORATÓRIO DE HIDRÁULICA ENG 1120 EXPERIÊNCIAS Professores: NAZARENO FERREIRA DA SILVA MARCELO TSUYOSHI HARAGUCHI GOIÂNIA, FEVEREIRO DE 2014
2 HIDRÁULICA 1 a Experiência: Determinação dos coeficientes de descarga, contração e velocidade no orifício de fundo 1- FÓRMULAS: 1.1- Para a vazão no Tubo Diafragma S 0 = seção interna da tubulação, em m²; g = aceleração gravitacional, em m/s²; h = variação na altura da coluna do manômetro, em m; d Hg = densidade relativa do mercúrio, igual a 13, Vazão no orifício de fundo ( ) cd = coeficiente de descarga; K = coeficiente de forma; 2
3 A 0 = área do orifício, em m²; h = carga do orifício, em m Coeficiente de Contração (cc) e Velocidade (cv) cc = coeficiente de contração; A SC = área da seção contraída, m²; A 0 = área do orifício, m². 2) DADOS - Diâmetro do tubo = 7,80 cm; - Valor de m = 0,45; - Valor de K = 0,676; - água = 9,79 kn/m 3. 3) MATERIAL PARA EXPERIÊNCIA - Tubo Diafragma; - Quadro de pressões manômetro; - Canal retangular com comporta de fundo; - Água; - Régua; - Termômetro; - Módulo Experimental de hidráulica. 4) OBJETIVOS - Determinar o coeficiente de vazão fornecido (cd); - Determinar o coeficiente de contração (cc); - Comparar o coeficiente de velocidade (cv); - Tirar conclusões. 3
4 2ª Experiência: Determinação da vazão real no Tubo Diafragma 1- FÓRMULAS 1.1- Para a vazão no Tubo Diafragma S 0 = seção interna da tubulação, em m²; g = aceleração gravitacional, em m/s²; h = variação na altura da coluna do manômetro, em m; d Hg = densidade relativa do mercúrio, igual a 13, Número de Reynolds (Re) V = velocidade da água no tubo, em m/s; D = Diâmetro do tubo, m; = Viscosidade cinemática, em m 2 /s Para a vazão real no Tubo Diafragma 4
5 C Q = Coeficiente de vazão do medidor; A d = área do orifício dado por: S = área do tubo; = peso específico da água. Determinar a viscosidade cinemática da água na temperatura obtida; Determinar o número de Reynolds e determinar o C Q na tabela fornecida 2) DADOS - Diâmetro do tubo = 7,80 cm; - Valor de m = 0,45; - Valor de K = 0,676; - água = 9,79 kn/m 3 ; - = Viscosidade cinemática determinada pelo gráfico 3) MATERIAL PARA EXPERIÊNCIA - Tubo Diafragma; - Quadro de pressões manômetro; - Vertedor retangular de duas contrações; - Água; - Régua; - Termômetro; - Módulo Experimental de hidráulica. 4) OBJETIVOS - Determinar o coeficiente de vazão fornecido pela norma DIN; - Determinar a vazão real no tubo diafragma; - Comparar as vazões em termos de erro; - Tirar conclusões. 5
6 3ª Experiência: Determinação da vazão no Vertedor Retangular com duas contrações 1- FÓRMULAS: 1.1- Vertedor Retangular com duas contrações 2 contrações: ( ) L = largura do vertedor, em m; H = Carga do vertedor, em m Tubo Diafragma S 0 = seção interna da tubulação, em m²; g = aceleração gravitacional, em m/s²; h = variação na altura da coluna do manômetro, em m; d Hg = densidade relativa do mercúrio, igual a 13,6. 6
7 2) DADOS - Diâmetro do tubo = 3 = 7,62 cm; - Valor de m = 0,45; - Valor de K = 0,676; - g = 9,81 m/s 2. 3) MATERIAL PARA EXPERIÊNCIA - Tubo Diafragma; - Quadro de pressões manômetro; - Vertedor retangular de duas contrações; - Água; - Régua; - Módulo Experimental de hidráulica. 4) OBJETIVOS - Determinar a vazão no vertedor retangular de duas contrações; - Determinar a vazão no tubo diafragma; - Comparar as vazões em termos de erro; - Tirar conclusões. 7
8 4ª Experiência: Determinação da vazão no Vertedor Triangular 1- FÓRMULAS 1.1- Vertedor Triangular H = Carga do vertedor, em m Tubo Diafragma S 0 = seção interna da tubulação, em m²; g = aceleração gravitacional, em m/s²; h = variação na altura da coluna do manômetro, em m; d Hg = densidade relativa do mercúrio, igual a 13,6. 2) DADOS: - Diâmetro do tubo 7.8 cm; - Valor de m = 0,45; - Valor de K = 0,676; - d hg = 13,6; 8
9 - g = 9,81m/s 2. 3) MATERIAL PARA EXPERIÊNCIA - Tubo Diafragma; - Quadro de pressões manômetro; - Vertedor triangular; - Água; - Régua; - Módulo Experimental de hidráulica. 4) OBJETIVOS - Determinar a vazão no vertedor triangular; - Determinar a vazão no tubo diafragma; - Comparar as vazões em termos de erro; - Tirar conclusões. 9
10 5ª Experiência: Determinação da vazão no Vertedor de Parede Espessa 1- FÓRMULAS 1.1- Vertedor de Parede Espessa H = Carga do vertedor, em m Tubo Diafragma S 0 = seção interna da tubulação, em m²; g = aceleração gravitacional, em m/s²; h = variação na altura da coluna do manômetro, em m; d Hg = densidade relativa do mercúrio, igual a 13,6. 2) DADOS - Diâmetro do tubo 7.8 cm; - Valor de m = 0,45; - Valor de K = 0,676; - d hg = 13,6; 10
11 - g = 9,81m/s 2. 3) MATERIAL PARA EXPERIÊNCIA - Tubo Diafragma; - Quadro de pressões manômetro; - Vertedor de parede espessa; - Água; - Régua; - Módulo Experimental de hidráulica. 4) OBJETIVOS - Determinar a vazão no vertedor de parede espessa; - Determinar a vazão no tubo diafragma; - Comparar as vazões em termos de erro; - Tirar conclusões. 11
12 6ª Experiência: Determinação do coeficiente de rugosidade de Hazen-Willians no tubo liso 1- FÓRMULAS 1.1- Perda de carga e perda de carga unitária no conduto ( ) ( ) 1.2- Tubo Diafragma S 0 = seção interna da tubulação, em m²; g = aceleração gravitacional, em m/s²; h = variação na altura da coluna do manômetro, em m; d Hg = densidade relativa do mercúrio, igual a 13,6. 2) DADOS - Diâmetro do tubo 7.8 cm; - Valor de m = 0,45; - Valor de K = 0,676; 12
13 - d Hg = 13,6; - g = 9,81m/s 2 ; - Tubulação lisa de 1 1/2 ; - Comprimento da tubulação entre tomadas de pressão = 2,25 m. 3) MATERIAL PARA EXPERIÊNCIA - Tubo Diafragma; - Quadro de pressões manômetro; - Água; - Módulo Experimental de hidráulica. 4) OBJETIVOS: - Calcular a perda de carga total ( hp ); - Calcular a perda de carga unitária ( J ); - Tirar conclusões. 13
14 7ª Experiência: Determinação do fator de atrito no tubo liso 1- FÓRMULAS: 1.1- Perda de carga e perda de carga unitária no conduto ( ) ( ) 1.2- Tubo Diafragma S 0 = seção interna da tubulação, em m²; g = aceleração gravitacional, em m/s²; h = variação na altura da coluna do manômetro, em m; d Hg = densidade relativa do mercúrio, igual a 13,6. 2) DADOS - Diâmetro do tubo 7.8 cm; - Valor de m = 0,45; 14
15 - Valor de K = 0,676; - d Hg = 13,6; - g = 9,81m/s 2 ; - Tubulação lisa de 1 1/2 ; - Comprimento da tubulação entre tomadas de pressão = 2,25 m. 3) MATERIAL PARA EXPERIÊNCIA - Tubo Diafragma; - Quadro de pressões manômetro; - Água; - Módulo Experimental de hidráulica. 4) OBJETIVOS: - Calcular a perda de carga total ( hp ); - Calcular a perda de carga unitária ( J ); - Tirar conclusões. 15
16 8ª Experiência: Determinação do coeficiente de rugosidade de Hazen-Willians no tubo rugoso 1- FÓRMULAS: 1.1- Perda de carga e perda de carga unitária no conduto ( ) ( ) 1.2- Tubo Diafragma S 0 = seção interna da tubulação, em m²; g = aceleração gravitacional, em m/s²; h = variação na altura da coluna do manômetro, em m; d Hg = densidade relativa do mercúrio, igual a 13,6. 16
17 2) DADOS - Diâmetro do tubo 7.8 cm; - Valor de m = 0,45; - Valor de K = 0,676; - d Hg = 13,6; - g = 9,81m/s 2 ; - Tubulação lisa de 1 1/2 ; - Comprimento da tubulação entre tomadas de pressão = 2,25 m. 3) MATERIAL PARA EXPERIÊNCIA - Tubo Diafragma; - Quadro de pressões manômetro; - Água; - Módulo Experimental de hidráulica. 4) OBJETIVOS - Calcular a perda de carga total ( hp ); - Calcular a perda de carga unitária ( J ); - Tirar conclusões. 17
18 9ª Experiência: Determinação do fator de atrito no tubo rugoso 1- FÓRMULAS 1.1- Perda de carga e perda de carga unitária no conduto ( ) ( ) 1.2- Tubo Diafragma S 0 = seção interna da tubulação, em m²; g = aceleração gravitacional, em m/s²; h = variação na altura da coluna do manômetro, em m; d Hg = densidade relativa do mercúrio, igual a 13,6. 2) DADOS - Diâmetro do tubo 7.8 cm; 18
19 - Valor de m = 0,45; - Valor de K = 0,676; - d Hg = 13,6; - g = 9,81m/s 2 ; - Tubulação lisa de 1 1/2 ; - Comprimento da tubulação entre tomadas de pressão = 2,25 m. 3) MATERIAL PARA EXPERIÊNCIA - Tubo Diafragma; - Quadro de pressões manômetro; - Água; - Módulo Experimental de hidráulica. 4) OBJETIVOS - Calcular a perda de carga total ( hp ); - Calcular a perda de carga unitária ( J ); - Tirar conclusões. 19
20 10ª Experiência: Visualização e determinação dos parâmetros dos três reservatórios 1- FÓRMULAS Determinação da vazão pelo método direto Vol = volume, em m 3 ; t = tempo, em s. 2) DADOS Obter os dados dos três reservatórios 3) MATERIAL PARA EXPERIÊNCIA - Proveta graduada (100 ml); - Termômetro - Cronômetro; - Régua - Água; - Módulo Experimental de hidráulica. 4) OBJETIVOS 1- Calcular a vazão quando o reservatório 1 e 2 são abastecedores; 2- Quando o reservatório 2 passa de abastecedor a receptor, por quê? 3- Calcular a vazão quando o reservatório 1 é abastecedor e 2 é receptor; 4- Calcular a vazão no reservatório 3 (receptor) nas situações 1 e 3 5- Tirar conclusões. 20
21 11ª Experiência: Visualização e determinação dos parâmetros do fenômeno do Ressalto Hidráulico 1- FÓRMULAS Dissipação de Energia - E ( ) Onde y 1 e y 2 = alturas conjugadas do ressalto. Cálculo de Q: Q = vazão no canal, em m 3 /s; b = largura do canal. Cálculo da potência dissipada (Pd): P d = potência dissipada, em cv; = rendimento = 1. γ peso especifico da água 1000 kgf/m³ ou 9,81 KN/m³ 2) DADOS Obter os dados do ressalto hidráulico. 3) MATERIAL PARA EXPERIÊNCIA - Módulo Experimental de hidráulica. 21
22 - Régua metálica - Água 4) OBJETIVOS 1- Obter os valores de y, y 1 e y 2 no ressalto hidráulico; 2- Calcular a dissipação de energia ou perda de carga no ressalto; 3- Calcular a vazão unitária e a vazão no canal; 4- Calcular a potência dissipada no ressalto; 5- Tirar conclusões. 22
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