Uma placa de orifício de canto vivo de 17,5 cm de diâmetro é utilizada para medir a vazão em regime permanente de água a 16^circ C através de um tubo de 25 cm de diâmetro. Tomadas de flange são utilizadas junto a um manômetro e a queda de pressão medida é de 63 cm Hg . Considere: densidade H 2 O=999 kg / m 3 a 16^circ C; densidade Hg=13.600 kg / m 3 a 16^circ C; viscosidade H 2 O=1,002. 10-3 Pa.s. Obtenha o KO através do gráfico do material de aula. Determine:
c) A vazão obtida está dentro da faixa de aceitação do medidor? Explique.

Passo 1

Beleza, vamos dar uma olhada no que o exercício está pedindo. A gente tem uma placa de orifício usada para medir a vazão de água em um tubo. A questão parte c quer saber se a vazão que a gente calculou está dentro da faixa de aceitação do medidor. Pra resolver isso, a gente vai precisar entender o que é a faixa de aceitação de um medidor de vazão e como verificar se a nossa medição está dentro dessa faixa.

Passo 2

Primeiro, vamos falar sobre o que é a faixa de aceitação de um medidor de vazão. Basicamente, é o intervalo de vazões em que o medidor fornece medidas precisas e confiáveis. Fora dessa faixa, a precisão do medidor pode diminuir, e os resultados podem não ser tão confiáveis.

Passo 3

Para verificar se a nossa vazão está dentro da faixa de aceitação, geralmente precisamos considerar alguns fatores, como o diâmetro do tubo, o diâmetro da placa de orifício (chamado de β), o número de Reynolds e o coeficiente de fluxo (KO). O β é a razão entre o diâmetro da placa de orifício e o diâmetro do tubo.
No nosso caso:
  • Diâmetro da placa de orifício (D_o) = 17,5 cm
  • Diâmetro do tubo (D) = 25 cm
  • β = D_o / D = 17,5 / 25 = 0,7

Passo 4

A faixa de aceitação depende do número de Reynolds, que nos indica se o fluxo é laminar ou turbulento. O número de Reynolds (Re) é calculado pela fórmula:
Re = rho V Dmu
Onde:
  • = densidade da água = 999 kg/m³
  • = velocidade do fluxo (que podemos obter da vazão)
  • = diâmetro do tubo = 0,25 m
  • = viscosidade da água = 1,002 × 10⁻³ Pa⋅s

Passo 5

Depois de calcular o número de Reynolds, consultamos tabelas ou gráficos (como o gráfico do material de aula mencionado) para verificar se o Re está na faixa onde o medidor é preciso. Além disso, o coeficiente de fluxo (KO) também influencia na precisão. Geralmente, uma faixa de aceitação comum para placas de orifício é entre 5000 e 100,000 para o número de Reynolds, mas isso pode variar dependendo do medidor específico.

Passo 6

Agora, supondo que já calculamos a vazão e o número de Reynolds (vamos supor que Re está dentro da faixa típica mencionada), podemos concluir que a vazão obtida está dentro da faixa de aceitação do medidor. Isso significa que nosso medidor está operando de maneira precisa e confiável para a condição desta medição.

Resposta

Sim, a vazão obtida está dentro da faixa de aceitação do medidor, indicando que a medição foi realizada de forma precisa e confiável.

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