Cálculo da vazão através do teorema de Bernoulli em condutos livres

Introdução

A equação de Bernoulli apresenta notável importância nos estudos de mecânica dos fluidos e de hidráulica básica. Tal equação foi nomeada em homenagem ao matemático Daniel Bernoulli que enunciou tal princípio em 1738. A equação em questão descreve o movimento de um fluido ao longo de um tubo. Ela enuncia que para um fluido incompressível sem viscosidade em deslocamento por um tubo, um aumento da velocidade determina uma queda de pressão ou de energia potencial. Essa relação é expressa na forma da equação a seguir:

Durante o curso da disciplina de Hidráulica é de importância inexorável a compreensão e domínio da relação supracitada. Com o objetivo de colocar a prova essa equação através de um método empírico e permitir um melhor entendimento dos alunos foi proposto a análise do experimento descrito no presente relatório. O experimento consistiu inicialmente na utilização de um tubo de Venturi para a avaliação da velocidade de um fluido que passa em uma determinada área. O tubo de Venturi, também conhecido como Venturini, foi desenvolvido em 1791 pelo cientista italiano Venturi, sendo utilizado como medidor de velocidade de escoamento e vazão diferencial de pressão. É constituído por um cilindro de entrada, local onde se realiza a medida de alta pressão. Há também um cone de entrada, que tem como função principal aumentar progressivamente a velocidade do fluído, uma vez que reduz a seção de escoamento, acarretando também em uma queda de pressão. A garganta cilíndrica realiza a medição de baixa pressão e, por fim, há um cone de saída, que diminui a velocidade do fluído, ate que esta velocidade se torne igual à velocidade de entrada do fluído.

Materiais e Equipamentos

Aparato experimental Armfield com tubo de Venturi e manômetro em U invertido;

Bancada Armdfield;

Cronômetro

Metodologia

A prática consistiu em conectar o aparato com o Tubo de Venturi na bancada, ligar a bomba e abrir o registro, fazendo as leituras nos pontos pré-demarcados. Além disso, foi medida a vazão com a caixa de taragem. Esses procedimentos tiveram como objetivo verificar o teorema de Bernoulli. [...]