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:
- Continuidade:
— quando o fluido entra numa seção menor, a velocidade sobe. - 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.
• 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
• Como o escoamento é menos turbulento, a leitura de
Passo 4
Vantagens do Tubo de Venturi
- Menor perda de carga permanente: ótima recuperação de pressão no cone divergente.
- Maior precisão e repetibilidade (por conta do escoamento estar mais “organizado”).
- Bom pra fluidos sujos ou com partículas, pois o perfil suave reduz erosão.
Passo 5
Desvantagens do Tubo de Venturi
- Custo de fabricação e instalação alto (geometria mais complexa).
- Ocupa mais espaço (é maior e precisa de alinhamento cuidadoso).
- 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.
• 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
- Muito barata e fácil de fabricar.
- Ocupa pouco espaço e é leve.
- Instalação e manutenção simples (só trocar o disco).
Passo 8
Desvantagens da Placa de Orifício
- Alta perda de carga permanente (turbulência grande no recobrimento).
- Menor precisão e menor faixa de operação (rangeability).
- Mais suscetível a desgaste e entupimento em fluidos sujos.
- 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
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
• + Barata, + Compacta, + Simples de manter
• – Alta perda de carga, – Precisão, – Faixa de operação limitada