Um orifício está operando submerso, com desnível de 3 m entre os dois reservatórios. O orifício é circular, com 15 cm de diâmetro. Calcule a vazão, considerando escoamento submerso e Cd=0,65.

Passo 1

Resumindo o enunciado: temos um orifício circular submerso com desnível de 3 m entre dois reservatórios, diâmetro de 0,15 m e coeficiente de descarga Cd=0,65. O modelo teórico para escoamento submerso em orifício usa a equação de Torricelli corrigida pelo coeficiente de descarga:
Q = Cd,A,raiz2,g,H
onde
A é a área da seção do orifício,
g é a aceleração da gravidade ( 9,81,m/ s^2),
H é o desnível ( 3,m).

Passo 2

Calcular a área da seção transversal do orifício, que é circular de diâmetro D=0,15,m:
A = pi,D^24 = pi,(0,15)^24 = 0,005625,pi approx 0,01767;m^2

Passo 3

Calcular a velocidade teórica de escoamento pelo orifício segundo Torricelli:
v = raiz2,g,H = raiz2 times 9,81 times 3 = raiz58,86 approx 7,673;m/s

Passo 4

Multiplicar a área e a velocidade pelo coeficiente de descarga para obter a vazão real:
Q = Cd,A,v = 0,65 times 0,01767 times 7,673 approx 0,0882;m^3/s

Resposta

A vazão através do orifício submerso é aproximadamente
Q approx 0,0882;m^3/s
(o que equivale a cerca de 88,2,L/s).

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