Bancada de Bernouli

8/20/2019 Bancada de Bernouli

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1. INTRODUÇÃO

O físico suíço Daniel Bernoulli propôs um princípio para o escoamento dos

fluidos, que pode ser enunciado da seguinte maneira: "Se a velocidade de uma partículade um fluido aumenta enquanto ela se escoa ao longo de uma linha de corrente, a

pressão do fluido deve diminuir e viceversa"!

sse conhecimento permitenos entender por que os avi#es conseguem voar! $a

parte superior da asa a velocidade do ar % maior &as partículas percorrem uma dist'ncia

maior no mesmo tempo(, logo, a pressão na superfície superior % menor do que na

superfície inferior, o que aca)a por criar uma força de sustentação de )ai*o para cima!

O princípio de Bernoulli tam)%m pode ser aplicado no escoamento de líquido

por um tu)o de di'metros diferentes: sendo o di'metro da parte central do tu)o menor

que nas duas e*tremidades, o escoamento % mais r+pido na região mais estreita e a

pressão menor! este o princípio do medidor de -enturi. um dispositivo que permite

calcular a velocidade de um fluido em um tu)o hori/ontal, por meio da diferença de

pressão nos tu)os verticais!

0 quação de Bernoulli % utili/ada para, entre outras aplicaç#es em hidr+ulica,quantificar velocidades de escoamentos estacion+rios de descarga de reservat1rios,

estimar a velocidade de um escoamento atrav%s de uma restrição 2 sua passagem e

medir velocidades de escoamentos e os correspondentes caudais, dimensionar asas de

avi#es, vapori/ar um fluido, e*plicar a circulação sanguínea!( 0 aplicação da quação

de Bernoulli est+, portanto, presente quer nas operaç#es de previsão feitas pelo

ngenheiro, quer nas correspondentes operaç#es de verificação e e*perimentação em

geral! 0spectos estes que constituem as duas faces do mundo em que um ngenheiro se

movimenta!



2. OBJETIVO

st+ pr+tica la)oratorial tem como o)3etivo analisar qualitativamente o uso da

Bancada de Bernoulli )em como o seu funcionamento de forma a proporcionar aos

estudantes a verificação do escoamento de um fluído que se esta)elece em um difusor

convergente &tu)o -enturi(, por meio de leituras de pressão est+tica e din'mica do

escoamento e, por fim, o c+lculo da va/ão da )om)a que )om)eia o fluido na )ancada!

3. PERFIL ESQUEMÁTICO DA BANCADA

0 )ancada % dotada de um fluido que percorre as tu)ulaç#es em regime fechado

sendo in3etada por uma )om)a posicionada em sua parte inferior! 0o acionar ointerruptor ligar4desligar da )om)a, o fluido % in3etado no sistema passando

primeiramente pela v+lvula que permite a passagem do fluido ao tu)o de -enturi, onde

possui 56 manômetros para a medida de pressão no tu)o! 7ogo ap1s a passagem pelo

tu)o, passase por uma segunda v+lvula que permite regular a va/ão do escoamento

assim como a pressão no tu)o de -enturi! Seguindo o escoamento, o fluido recai em um

recipiente cilíndrico onde se % possível medir a va/ão da )om)a atrav%s da ra/ão entre o

volume do recipiente e o tempo gasto para o seu preenchimento! 8ara o preenchimentodo recipiente, fa/se necess+rio o acionamento de uma terceira v+lvula que permite o

)loqueio da passagem do fluido do recipiente para um reservat1rio locali/ado na parte

inferior da )ancada! O fluido ao recair so)re o reservat1rio, % )om)eado novamente

para o sistema dando assim início a mais um ciclo de escoamento!

3.1 Represe!"#$% Es&'e()!*+"

5 9 Bom)a.

9 ;nterruptor de 7iga4Desliga.

6 9 -+lvula de o)strução da passagem do fluido ao sistema.

< 9 =u)ulaç#es.

> 9 =u)o de -enturi.

? 9 @anômetros medidores de pressão.

A 9 -+lvula reguladora de va/ão e pressão.



9 Cecipiente cilíndrico.

9 -+lvula de o)strução de passagem do fluido.

5E 9 Ceservat1rio!

F*,'r" 1 - Bancada de Bernoulli!

. DESCRIÇÃO DO FUNCIONAMENTO DAS VÁLVULAS

0s v+lvulas presentes na )ancada possuem funcionamentos diferentes, sendo o

da primeira v+lvula a função de permitir a passagem do fluido ap1s o mesmo sair da

)om)a, a segunda de regular a va/ão do escoamento do fluído )em como a pressão no

tu)o de -enturi e a terceira v+lvula a função de )loquear a passagem da +gua do

recipiente para o reservat1rio, conforme a figura a seguir!

F*,'r" 2 - -+lvulas da Bancada!



/. O VENTURI

O tu)o -enturi, foi ideali/ado pelo cientista italiano -enturi em 5A5 e usado

como medidor de va/ão em 5? por Flemens Gerschel, sendo constituído por um )ocal convergente 9 divergente! O medidor -enturi &0B$=, 5( tem uma forma que

tenta imitar os padr#es de escoamento atrav%s de uma o)strução carenada em um tu)o!

O medidor cl+ssico, ou de Gerschel, % raramente usado, pois % muito grande tornandoo

inconveniente para instalaç#es industriais al%m de ser caro para fa)ricação! Hma

facilidade % que os medidores de -enturi são autolimpantes devido sua superfície

interna ser lisa! O -enturi moderno consiste de uma seção de admissão de )ocal de

escoamento padrão e uma e*pansão de saída cônica não maior que 6EI e sua fai*a de nIde CeJnolds recomendada % de 5,>*5E> a *5E>!

$o e*perimento o)servouse a possi)ilidade da medição de pressão nos

manômetros do -enturi de acordo com a variação de altura do fluido, tendo uma altura

m+*ima inicial onde, a medida que se avançavam os manômetros, a pressão diminuía

at% atingir um ponto mínimo e depois aumentava at% uma determinada altura! 8odese

constatar atrav%s da an+lise das press#es do -enturi &Kigura 6( que houve uma perda de

carga, pois apesar de o -enturi ser um instrumento sim%trico, as press#es finais foram

diferentes das iniciais devido 2 perda de carga presente no sistema!

F*,'r" 3 - 0n+lise das press#es no -enturi!



0. CÁLCULO DA VAÃO DA BOMBA

8ara o c+lculo da va/ão, houve a necessidade tomar conhecimento das medidas

do recipiente e do tempo necess+rio para o trans)ordo do fluido! Diante disso, usouse

uma r%gua comum de 6Ecm para o)tenção da medida da altura e di'metro do recipiente

e um cronômetro de rel1gio para a medição do tempo! Fonstatouse que o recipiente

dispunha de uma altura de ?cm e seu di'metro de Ecm, dotado de uma região va/ada

de altura de Ecm e di'metro de >cm para trans)ordo do fluido ao atingir a altura de

Ecm!

0p1s o esva/iamento do recipiente, fechouse a v+lvula de o)strução do fluido

para que o mesmo pudesse encher e assim cronometrar o tempo at% seu trans)ordo!

Depois de encher o recipiente, o)tevese o tempo de 6 segundos para que o mesmo

trans)ordasse! De acordo com os dados encontrados, podese reali/ar o c+lculo da va/ãoo)tendo assim o valor de E,5>>*5E6m4s conforme a demonstração dos c+lculos a)ai*o!



. CONCLUSÃO

O -enturi % um medidor de va/ão no qual podese verificar mudanças develocidade e pressão dentro do tu)o, onde um aumento de energia cin%tica no fluido %

compensado pela perda de pressão, isto sendo e*plicado pela conservação de energia!

0p1s a reali/ação do e*perimento, podese constatar as perdas de cargas atrav%s das

diferenças de pressão nos manômetros )em como compreender o funcionamento da

)ancada e seus mecanismos de utili/ação! Fa)e ressaltar a import'ncia do aprendi/ado,

de forma pr+tica, da medição de va/ão do recipiente da )ancada, uma ve/ que este

procedimento % de fundamental import'ncia ao estudante de ngenharia Fivil, pois omesmo pode corriqueiramente se deparar com situaç#es semelhantes em sua vida

profissional!

. REFER4NCIAS

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