Esvaziamento de tanque
No escoamento de fluidos as leis de conservação para sistemas macroscópicos seguem as mesmas leis que regem os sistemas microscópicos, ou seja, um pequeno elemento de volume o qual fluido está escoando. As equações de balanço para tal sistemas são chamadas de balanços macroscópicos; para sistemas transientes, são equações diferenciais ordinárias e para sistemas estacionários, são equações algébricas. Os balanços macroscópicos contêm termos que consideram as interações do fluido com as superfícies sólidas (BIRD,
2002).
Segundo Fox (2006), nas medidas de vazão, a medida mais óbvia de medição em um tubo é o método direto, que consiste em medir simplesmente a quantidade de fluido que se acumula em um recipiente durante …exibir mais conteúdo…
A velocidade instantânea em 1 é relacionado através da expressão: A velocidade no ponto 2 é possível determinar a equação de Bernoulli:
∫
Considerando que a velocidade
é muito maior que a velocidade
:
Manipulando algebricamente a equação de Bernoulli a partir da equação 1 e aplicando solução para equações ordinárias obtém-se a seguinte relação:
(
(
√
√
))
Isolando o tempo na t, na equação chega-se na seguinte relação:
(
Sendo
√
√
)
√
, a altura inicial no tanque de 35 cm e z a medida de altura h em
cada ponto e a aceleração da gravidade 9,78 m/s² (FOX,2006).
Sendo a área calculada pela relação:
4. RESULTADOS
Os dados de altura foram coletados mediante a utilização de uma régua medindo os valores das marcas ao longo do tubo e com a utilização do paquímetro foi medido os valores dos diâmetros do tanque e dos tubos. Os dados coletados estão na tabela 1.
Tabela 1- Dados coletados dos diâmetros.
Tubo
Diâmetro (cm)
Grande
1,1
Médio
0,75
Pequeno
0,4
Tanque
24,5
Tabela 2- Dados coletados e calculados para o tubo grande.
(s)
0
8
18
27
36
46
55
66
78
85
96
106
117
127
137
z (m)
0,35
0,32
0,285
0,25
0,22
0,19
0,165
0,137
0,113
0,09
0,07
0,05
0,033
0,02
0
(s)
0,000
5,815
12,956
20,551
27,496
34,933
41,593
49,684
57,306
65,417
73,364
82,555
91,965
100,992