O roteiro da Experiência 05 – Força de Impacto de Jatos do Laboratório de Hidráulica da UFPB tem como objetivo principal mensurar a força de impacto de um jato de um fluido por meio do deslocamento sofrido por uma placa (superfície defletora) perpendicular ao vetor de aplicação do fluxo.
1. Objetivo:
Determinação experimental de forças de impacto de jatos d’água em superfícies defletoras.
2. Base Teórica:
Quantidade de Movimento: A força exercida por um jato sobre uma superfície está diretamente relacionada à variação da quantidade de movimento do fluido ao colidir e ser desviado. A análise se baseia na segunda lei de Newton aplicada a volumes de controle.
Princípio da Conservação de Massa: O escoamento do fluido obedece à equação da continuidade, garantindo que a vazão volumétrica seja constante entre a seção de saída do bocal e a superfície defletora, desconsiderando perdas.
Deflexão e Componente de Força: O ângulo da superfície altera a direção e a intensidade da força resultante. A projeção do vetor de velocidade após o impacto determina a fração da força em cada direção.
3. Equipamentos:
Bocal de Convergente de Jato.
Superfície Defletora.
Mola.
Cilindro de Aço.
Haste Milimetrada.
Recipiente Volumétrico.
4. Procedimento:
Válvula de Retenção (Registro Globo): Abrir o registro para diferentes tipos de vazão do flúido.
Haste Milimetrada e Cilindro de Aço: Anotar a distância do ponto de equilíbrio do cilindro de Aço na Haste Milimetrada em comparação ao ponto inicial.
Recipiente Volumétrico: Observar o tempo necessário para se encher o recipiente volumétrico com o volume de fluido fornecido na saída do experimento.
5. Resultados Esperados:
Para cada vazão, determinar a força do jato, medida através do deslocamento do cilindro.
Para cada vazão, determinar a força de jato teórica.
Calcular as velocidades do jato através de continuidade.
Calcular os valores do coeficiente de placa.
Traçar gráfico das curvas relacionadas no roteiro.
6. Discussão e Conclusão:
Comparar os valores das forças de jato experimental e teórico, e discutir: as discrepâncias, o comportamento das curvas e as possíveis fontes de erro existentes na experiência.
