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Calculadora de Vazão de Orifício

Índice

O que é um orifício e uma vazão por orifício?Como calcular a vazão pelo orifícioExemplo: Usando a calculadora de vazão de orifícioPerguntas frequentes

A calculadora de vazão de orifício da Omni estima a taxa de vazão de líquido que escoa em um tanque por meio de um orifício. Podemos considerar que o orifício é um furo ou um recorte, por meio do qual você pode controlar ou restringir a vazão. Para aprender ainda mais sobre vazão e a diferença entre vazão volumétrica e vazão mássica, acesse a nossa calculadora de vazão.

Um medidor de orifício mede e controla a vazão de massa de um líquido em um tanque. Ele é amplamente utilizado em aplicações relacionadas à mecânica de fluidos, como equipamentos hidráulicos, compressores, tanques de água, esgoto, açudes e vertedouros. Os orifícios também são usados para criar diferenciais de pressão em um fluxo. Você pode aprimorar os seus conhecimentos sobre esse tema com a nossa calculadora de pressão.

Continue lendo para entender como essa calculadora calcula o fluxo de massa por meio de um orifício.

O que é um orifício e uma vazão por orifício?

Um orifício é uma placa com um furo ou recorte anexado à saída, ou inserido num tubo de modo que a vazão passe através dele. O orifício, geralmente circular, tem diâmetro e área conhecidos para manter o fluxo regulado. À medida que o fluido passa por um orifício, a pressão diminui no tubo. Esse fenômeno também é usado para medir as características do fluido.

Matematicamente, a equação da vazão por orifício fornece a vazão de massa (ou descarga) QQ através de um orifício, cuja área é AA, e pode ser escrita como:

Q=CdA2gHQ = C_d \cdot A \cdot \sqrt{2 \cdot g \cdot H}

onde CdC_d é o coeficiente de descarga, gg é a aceleração devido à gravidade da Terra (em m/s2\text{m/s}^{2}) e HH é a linha central média (a distância entre o nível da água e o centro do orifício).

O coeficiente de descarga, CdC_d, é uma função de vários parâmetros, como o diâmetro do orifício, dd, bem como a aceleração devido à gravidade, a profundidade hidráulica e a viscosidade cinemática do fluido, ν\nu (para mais detalhes, confira a calculadora de coeficiente de descarga 🇺🇸 da Omni). Matematicamente, essa função pode ser expressa como:

CddgHνC_d \propto \frac{d\cdot\sqrt{g \cdot H}}{\nu}

Como calcular a vazão pelo orifício

Para estimar a vazão por meio do orifício, use a equação do orifício discutida acima:

  1. Insira o diâmetro do orifício, dd.

  2. A calculadora determinará agora a área do orifício, AA.

  3. Insira o coeficiente de descarga, CdC_d.

  4. Insira o valor da linha central média, HH.

  5. A aceleração devido à gravidade, gg, já está preenchida como 9,81 m/s29{,}81\ \text{m/s}^2 para sua conveniência. Você pode modificá-la clicando na aba "Constante Gravitacional", na parte inferior da calculadora.

  6. Agora, a calculadora de vazão de orifício mostrará o valor de descarga ou vazão de orifício, QQ.

Exemplo: Usando a calculadora de vazão de orifício

Determine a vazão por meio de um orifício com diâmetro de 50 mm50 \text{ mm} e uma linha central média de 200 mm200 \text{ mm}. Tome o coeficiente de descarga, CdC_d como 0,80{,}8.

Para estimar a vazão do orifício:

  1. Insira o diâmetro do orifício, d=50 mmd = 50 \text{ mm}.

  2. Agora, a calculadora estimará a área do orifício, AA.

  3. Insira o coeficiente de descarga, Cd=0,8C_d = 0{,}8.

  4. Insira o valor da linha central média, H=200 mmH = 200 \text{ mm}.

  5. A aceleração devido à gravidade, gg, é 9,81 m/s29{,}81\text{ m/s}^2.

  6. Usando a equação do orifício, temos:

Q=CdA2gH=0,80,001963529,810,2=0,0031 m3/s\quad\scriptsize \begin{aligned} Q &= C_d \cdot A \cdot \sqrt{2 \cdot g \cdot H} \\ &= 0{,}8 \cdot 0{,}0019635 \cdot \sqrt{2\cdot 9{,}81 \cdot 0{,}2} \\ &= 0{,}0031\ \text{m}^3/\text{s} \\ \end{aligned}
Perguntas frequentes

O que é um orifício?

Um orifício consiste em uma placa plana com um recorte que é fixado num tubo ou em uma saída para criar um diferencial de pressão no fluxo do fluido.

O que é vazão de orifício?

A vazão do orifício é definida como o volume do fluxo de fluido através de um orifício por unidade de tempo. Matematicamente, ela pode ser escrita usando a equação de fluxo do orifício:

Q = Cd ⋅ A ⋅ √(2⋅g⋅H)

Como calcular a vazão de fluido através de um orifício?

Para calcular a vazão do fluido que passa por um orifício:

  1. Multiplique a aceleração da gravidade, g, pela linha central média, H.
  2. Multiplique o resultado por 2.
  3. Encontre a raiz quadrada desse produto.
  4. Multiplique o resultado pela área do orifício, A, e pelo coeficiente de descarga, Cd.

Quais são os fatores que influenciam o coeficiente de descarga?

O coeficiente de descarga é uma função que depende de várias variáveis como o diâmetro do orifício, d; a aceleração devido à gravidade, g; a profundidade hidráulica, H; e a viscosidade cinemática do fluido, ν. Matematicamente, podemos escrever:

Cd ∝ d ⋅ √(g⋅H) / ν

Flow through an orifice in a tank.
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