Descreva as vantagens e desvantagens do Tubo de Venturi frente à Placa de Orifício.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado pede para a gente “descrever as vantagens e desvantagens do Tubo de Venturi em comparação com a Placa de Orifício”. Isso cai dentro de Medição de Vazão em Mecânica dos Fluidos. Para resolver, a gente vai precisar lembrar da continuidade (que liga área e velocidade) e do Teorema de Bernoulli (que relaciona pressão e velocidade). A ideia é entender como cada dispositivo gera queda de pressão e como isso afeta precisão, perda de carga, custo etc.

Passo 2

Primeiro, rapidinho a teoria:
  1. Continuidade: P1 + tfrac12rho v1^2 = P2 + tfrac12rho v2^2 + hL — quando o fluido entra numa seção menor, a velocidade sobe.
  2. Bernoulli:
onde é a perda de carga do dispositivo. A diferença de pressão é o que a gente usa pra calcular vazão.

Passo 3

Agora, o Tubo de Venturi:
• Tem um cone convergente, um “pescoço” (a garganta) e um cone divergente.
• A expansão suave depois da garganta recupera parte da pressão, então a perda de carga permanente é baixa.
• Como o escoamento é menos turbulento, a leitura de é mais estável e precisa.

Passo 4

Vantagens do Tubo de Venturi
  1. Menor perda de carga permanente: ótima recuperação de pressão no cone divergente.
  2. Maior precisão e repetibilidade (por conta do escoamento estar mais “organizado”).
  3. Bom pra fluidos sujos ou com partículas, pois o perfil suave reduz erosão.

Passo 5

Desvantagens do Tubo de Venturi
  1. Custo de fabricação e instalação alto (geometria mais complexa).
  2. Ocupa mais espaço (é maior e precisa de alinhamento cuidadoso).
  3. Maior peso e necessidade de maior comprimento reto antes e depois.

Passo 6

Agora, a Placa de Orifício:
• É só um disco com um furo no meio, colocado numa tubulação.
• O choque brusco cria muita turbulência e, consequentemente, grande perda de carga.
• É simples e muito usada, mas com algumas limitações.

Passo 7

Vantagens da Placa de Orifício
  1. Muito barata e fácil de fabricar.
  2. Ocupa pouco espaço e é leve.
  3. Instalação e manutenção simples (só trocar o disco).

Passo 8

Desvantagens da Placa de Orifício
  1. Alta perda de carga permanente (turbulência grande no recobrimento).
  2. Menor precisão e menor faixa de operação (rangeability).
  3. Mais suscetível a desgaste e entupimento em fluidos sujos.
  4. Exige comprimento reto maior antes e depois pra estabilizar o fluxo.

Resposta

Em resumo:
Tubo de Venturi
• + Menor perda de carga, + Precisão, + Durabilidade com fluidos agressivos
• – Custo/complexidade/volume grandes
Placa de Orifício
• + Barata, + Compacta, + Simples de manter
• – Alta perda de carga, – Precisão, – Faixa de operação limitada

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