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Calculadora de Vazão

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O que é vazão? Vazão volumétrica e mássicaComo calcular a vazão? Fórmulas de vazãoComo usar a calculadora de vazãoPerguntas frequentes

Acredite ou não, a calculadora de vazão da Omni não é útil apenas em mecânica dos fluidos, mas também em problemas cotidianos. Ela não só ajudará você a encontrar a vazão de uma mangueira de jardim ou de um chuveiro, mas também se tiver curiosidade sobre a quantidade de sangue que o seu coração bombeia a cada minuto (você pode calcular esse valor com a calculadora de débito cardíaco 🇺🇸 da Omni). Ela também pode servir como uma simples calculadora de velocidade de tubulação.

Para uma compreensão completa do tópico, você pode encontrar uma seção que explica o que é a vazão, bem como um parágrafo que ajuda a entender como calcular esta quantidade. Tenha cuidado, pois o próprio termo "vazão" pode ter diferentes aplicações! Felizmente, implementamos duas fórmulas de vazão, de modo que você não irá se confundir em seus cálculos. Isso significa que nossa ferramenta pode servir tanto como uma calculadora de vazão volumétrica (ou seja, podemos usá-la para calcular a quantidade de galões por minuto 🇺🇸, por exemplo), quanto como uma calculadora de vazão mássica.

O que é vazão? Vazão volumétrica e mássica

Quando falamos em vazão ou taxa de fluxo, provavelmente você imagina o conceito de fluxo volumétrico (também conhecido como vazão volumétrica). A vazão volumétrica pode ser definida como o volume de um determinado fluido que passa por uma determinada área de seção transversal por unidade de tempo. Geralmente é representada pelo símbolo QQ (às vezes V˙\dot{V}, ou seja, VV com um ponto).

Q=VtQ = \frac{V}{t}

Outro conceito relacionado é a vazão mássica, às vezes chamada de fluxo de massa ou corrente de massa. Desta vez, não se trata do volume, mas da massa de uma substância que passa por uma determinada área de seção transversal por unidade de tempo. É uma medida essencial ao purificar a água em uma estação de tratamento de esgoto, por exemplo.

Nós a representamos com um ponto sobre o símbolo mm:

m˙=mt\dot{m} = \frac{m}{t}

A vazão mássica é comumente usada nas especificações de ventiladores e turbinas, entre outras aplicações.

Como calcular a vazão? Fórmulas de vazão

Explicação curta:

Fórmula da vazão volumétrica:

V˙=Av\dot{V} = A\cdot v

onde,

  • AA: área da seção transversal; e
  • vv: velocidade do fluxo.

Fórmula da vazão mássica:

m˙=ρV˙=ρAv\dot{m} = \rho\cdot\dot{V} =\rho\cdot A\cdot v

onde ρρ é a densidade do fluido.

Explicação mais detalhada:

A fórmula da vazão volumétrica pode ser escrita em uma forma alternativa (que você pode achar muito mais útil). Para encontrarmos essa forma, considere que você pode calcular o volume de uma parte do fluido em um canal como:

V=AlV = A\cdot l

onde A é a área da seção transversal do fluido e ll é a largura de uma determinada parte do fluido. Se o nosso tubo for circular, esta é a fórmula para calcular o volume de um cilindro. Substituindo a fórmula acima pela equação da definição da vazão, obtemos:

V˙=Vt=Alt\dot{V} = \frac{V}{t} = \frac{A\cdot l}{t}

Como l/tl / t é o comprimento do volume dividido pelo tempo, você pode ver que está é a velocidade do fluxo. Portanto, a fórmula da vazão volumétrica se resume a:

V˙=Av\dot{V} = A\cdot v

A maioria dos tubos é cilíndrico, portanto, a fórmula para a vazão volumétrica será a seguinte:

V˙cilindro=π(d2)2v\dot{V}_{\mathrm{cilindro}} =\pi\cdot \left(\frac{d}{2}\right)^2\cdot v

onde dd é o diâmetro do tubo.

A equação pode ser reorganizada para que você encontre a fórmula da velocidade do fluido no tubo.

Para encontrar a fórmula da vazão mássica, precisamos primeiro nos lembrar da definição de densidade:

ρ=mV\rho = \frac{m}{V}

Como a vazão mássica é a massa de uma substância que passa por unidade de tempo, podemos escrever a fórmula como:

m˙=mt=ρVt=ρV˙=ρAv\begin{split} \dot{m} &= \frac{m}{t} = \frac{\rho\cdot V}{t} = \rho\cdot\dot{V} \\[1em]&= \rho\cdot A\cdot v \end{split}

A última igualdade é a forma mais utilizada, ou seja:

m˙=ρAv\dot{m} = \rho\cdot A\cdot v

Como usar a calculadora de vazão

Agora que você sabe o que é a vazão, vamos verificar isso com um exemplo simples:

  1. Primeiro, selecione uma forma na lista. Para este exemplo, gostaríamos de saber a vazão de água em um tubo circular, portanto, selecionaremos a opção circular (tubo).

  2. Insira as medidas necessárias para calcular a área da seção transversal. Se a seção transversal for um círculo ou um quadrado/retângulo, você encontrará essa opção na lista. Em todos os outros casos, você pode digitar o valor da área diretamente na calculadora (você pode usar também a nossa calculadora de área para ajudá-lo). Vamos escolher um tubo com um diâmetro interno de 0,30 m0{,}30\ \mathrm{m}.

  3. Insira a velocidade média do fluxo. Vamos escolher 10 m/s10\ \mathrm{m/s}.

  4. E aí está, a primeira parte dos cálculos foi concluída: a ferramenta funcionou como uma calculadora de vazão volumétrica. Descobrimos que a vazão volumétrica é 0,7069 m3/s0{,}7069\ \mathrm{m^3/s}. Lembre-se de que você sempre pode alterar as unidades, portanto, não se preocupe se precisar trabalhar em litros/hora, litros/s ou qualquer outra unidade.

  5. Se você souber a densidade, também poderá calcular a vazão mássica; basta inserir a densidade do fluido. Em nosso exemplo, a água tem uma densidade de aproximadamente 998 kg/m3998\ \mathrm{kg/m^3} (a densidade da água à 20 °C20\ \mathrm{\degree C}). No entanto, se você quiser ser superpreciso, confira nossa calculadora de densidade da água 🇺🇸, pois a densidade muda com a temperatura, a salinidade e a pressão.

  6. A ferramenta exibiu uma vazão mássica de 705,4 kg/s705{,}4\ \mathrm{kg/s}. Ótimo!

Não se esqueça de que nossas ferramentas são flexíveis, portanto, você pode usar essa calculadora como uma calculadora de velocidade de tubulação. Você pode, por exemplo, determinar a velocidade da água da sua torneira, considerando o diâmetro (por exemplo, 0,5 polegada0{,}5\ \mathrm{polegada}) e a vazão de uma torneira de cozinha (a faixa usual é de aproximadamente 0,0167 L/s0{,}0167\ \mathrm{L/s}). A propósito, você já viu nossa calculadora de água da torneira 🇺🇸, que mostra a economia que você teria se ao invés de consumir água engarrafada você optasse por filtrar a água da torneira?

Perguntas frequentes

O que é a vazão?

A vazão é uma grandeza que expressa a quantidade de fluido que passa por uma área de seção transversal durante um tempo específico. Normalmente, a quantidade de fluido é determinada usando seu volume ou massa, dependendo da aplicação.

Como encontrar a vazão mássica a partir da vazão volumétrica?

Para encontrar a vazão mássica, você precisa multiplicar a vazão volumétrica pela densidade da substância. Essa relação é mais fácil de lembrar se você recordar que a densidade é a razão entre a massa e o volume.

Como calcular a vazão do fluxo sanguíneo?

Para calcular a vazão em um vaso sanguíneo:

  1. Divida o diâmetro do vaso sanguíneo por 2 para obter o raio.
  2. Encontre a área de seção transversal circular usando A = π ⋅ r².
  3. Determine a velocidade (média) do sangue no vaso.
  4. Multiplique a área pela velocidade para obter a vazão volumétrica do fluxo sanguíneo.

O que significa vazão máxima?

A vazão máxima informa a você o limite superior da quantidade de fluido que pode ser transferida por um objeto em um intervalo de tempo específico. Por exemplo, quanto maior for a vazão de uma torneira, mais rápido você poderá encher um recipiente.

Como calcular a velocidade do fluido a partir da vazão?

Para determinar a velocidade do fluido a partir da vazão volumétrica, você precisa dividi-la pela área da seção transversal do tubo por onde passa o fluido.

No caso da vazão mássica, você deve realizar uma divisão adicional pela densidade do fluido.

Selecionar forma

Flow rate: circular pipe.

Vazão

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