O Hydrometro Venturi

O Hydrometro Venturi
Pois que me pa1·ece ter cabimento na Revista Polytechnica o
fallar dos apparelhos apropriados ás observações e experiencias de
hydraulica, decidi-me a pedir a inserção do presente escripto nas
paginas de tão util quão florescente publicação. E' meu desejo escrever duas palavras ácerca de um dos apparelhos mais uteis, hoje
frequent{lmente usado nos serviços d'abastecimento d'agua ás cidades.
Em todos os tempos tem sido objecto de cuidados, e até
de apprehensões, o modo mais seguro, uniforme e equitativo de
proced Pr á distribuição d'agua nas agglomerações urbanas. Para
obviar á falta dos requisitos mais preciosos da boa distribuição,
foram ideados, con~truidos e applicados os hydrometros~ ou contadores. Um sem numero de taes apparelhos têm sido propostos.
Como se sabe, alguns delles consignam a avaliação da agua
por velocidade e outros por volume, ou directa e positivamente.
Cada inventor ou cont::tructor, procura chegar ao objectivo que se
visa pela maneira mais simples ; todos, porém, se não podem isentar dos inconvenientes que sóem occorrer nos machinismoe, em geral, constituídos no caso peculiar dos hyrlrometros, por peças de
extrema delicadeza. Percebe-se 1 assim, quantos motivos de estrago, det arranjo e consequentes reparações, occasionam apparelhos
desta natureza. Entretanto que, um hydrometro existe que, nesse
ponto essencial, põe de lado os demais, pois não contém machinismo algum e por isso nelle desapparecem os inconvenientes alludidos: é o hydrometro Venturi, fabricado por George Kent, um dos
fabricantes que tem grangeado melhor reputação ao confeccionar
apparelhos desta e~pecie. O hydrometro Venturi presta-Ele á avalia·
ção de volume consideravel de agua e é mais proprio para ser
applicado a encanamentos de grande diametro, e funcciona então
com a des{lja,el perfeição e exactidão. E' de crer que ainda venha a prestar bom Eerviço, por egual, nos encanamentos de dia-
-277metro reduzido, como são os que servem ás derivações domi·ciliaria'3.
Um destes preciol3os apparelhos foi offerecido á nossa Escóla
(pela Companhia City Improvements, de Santo~, e pela' mesma comvanhia a~sentado no incompleto Laboratorio de Hyd1·aulica.
O hydrometro Venturi foi ideado pelo engenheiro americano
'C lemente Herschell, que baseou-se em conhecida lei, a de Venturi:
·dahi a denominação dada ao apparelho.
O nome de Venturi acha-se ligado a innumeras experiencias
·d e bydraulica ; por notaveis experimentos elle poz em evidencia a
·depressão observada nos boccaes cylindricos, no ponto em que se
·dá a contracção da veia liquida ; assim tambem os experimentos
·em boccaes conico8, do~:; quaes nasceu a idéa de que o escoamento
por hoccaes conicos é um dos modos de obter verdadeira aspira·ção, ou sucção, originando-se dahi por fim o processo inventado
por Giffard para alimentar caldeiras. mediante os tão divulgados
·injecl ores.
A lei de Venturi foi estabelecida em 1796 ; é, pois, bem antiga e cifra-se no seguinte : - <{em tubo, cuja secção se reduz, a
pressão da agua desce pelo augmento de velocidade, ao ponto de,
na secção reduzida, conseguir-se baixar a pressão, desde que se
•obtenha velocidade consideravel, surgindo então verdatleira acção
.aspirante».
Agora, a descripção do apparelho, tendo em vista aquelle que
se acha aseentado em nosso laboratorio e ao qual se referem o
esboço annexo e a tabella que lhe corresponde, por aferição.
·C onsta de duas partes: o tubo A e o indicador B. O tubo faz
parte do encanamento corrido, com a circumstancia de possuir,
intercalada, uma parte constituída por dois troncos de cone, ligados pela base menor, sendo a maior base do diametro normal, que
no nosso caso é de duas pollegadas ; não ha, portanto, nenhum
mecanismo em contacto com a agua, nem se dá interrupção no
fornecimento d'agua. A relação entre a secção normal do encanamento e a secção estreita é, oo nosso caso, de 1 para 9, relação que pó de muito variar, dependendo das indicações que o appa-
·-
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relho deve dar, podendo ir de 1 para 4 1/ 2 até 1 para 20; esta
circumstancia é de valor e dá o caracter do apparelho, udaptavel
aos mais variados effeitos. O tubo acha-se provido, pelo exterior,
tanto na secção normal, como na estreitada., de (.~amaras unnulares de preesão C e D, que communicam com o interior do encanamento por pequenos orificios, preparados de modo a impedir toda
e qu&.lquer incrustação. Nessas camaras a pressão vem a Eer por
conseguinte identica á que reina no encanamento.
Mediante tubos de cobre E F, de exigao diametro, estabelecese a communicação do encanamento com o apparelho indicador.
Este fornece assim os dados, por meio dos quaes faz-se simples leitura~ ou fôrma-se o diagramma registrador, sendo que no nosso caso
não existe o registrador, sendo apenas feita a leitura das alturas
piezometricas.
Desde que existe differença de pressão á entrada do apparelho
e na secção estreitada, differença que é a-carg~~ de Venturi,obtida esta, consegue se avaliar a descarga e o fornecimento do
encanamento, pois que ha relação constante que liga entre si esses
termos : pressão e volume escoado, como logo se ha de vêr.
O indicador compõe-se de tubo G em forma de U, que contém mercurio e se acha ligado ao encanamento nos dois pontos,
de secção normal e reduzida. E' nesse tubo, pois, que se poderà
lêr a carga de Venturi, mediante escala apropriada, á qual se adaptam referencias de corrediça. Como se ligam pressão e deEcarga
em uma só expressão ?
Sendo S, v, P, secção, velocidade e pressão no encanamento
normal, e sendo s, V, p, no encanamento estreitado, considerando
o encanamento de nível e omittindo o attrito, applica-se seguramente o theorema de Bernouilli, dando :
v2
p
V2
p
2g + ·( i= 2g
d
+
podendo substituir v por
~
, da mesma fórma que V por
o que feito, conduzirá á expressão geral :
Q=KVP-p
~
-279P -- p é exactamente a carga de Venturi, que se lê no indicador por meio das columnas de mercurio.
K é o coefficiente, que depende das secções do encanamento
e do peso especifico da agua, coefficiente que no nosso apparelho
é : O. 000955, como consta da tabella que acompanha esta ligeira
descripção
O apparelho, como se vê, é de simplicidade extrema e merece
ser applicf-ldo, e com vantagem o será, em todo e qualquer serviço de distribuição e de supprimento de agua, co!.TIO se acha estabelecido em Santo5, á fl ahida do reservat.orio de distribuição,
permittindo graduar o recebimenta dagua na -cidade na medida do
consumo, e podendo este ser fiscalizado com a desejavel precisão
p~ra impedir desperdícios, abuso tão frequente, por parte dos consumidores. Muito perto de 500 hydrometros Venturi acham-se
assentados, desde 1 1/2" e 2'' até 48", havendo mesmo alguns de
üü" a 94 1/2", e que todos estão fmwcionando a inteiro aprazimento
dos estabelecimentos, que os adaptaram, com differentes intuitos,
desde os institutos technicos de ensino. até os grandes serviços de
abastecimento de agua a cidades populosas.
Completa a installação do apparelho, no nosso laboratorio, o
tanque de ferro H, por meio do qual se póde operar a avaliação
directa do volume dagua escoado ; assim é possível fazer o confronto entre as indicações do apparelho e o fornecimento d1.gua de
que seja capaz o encanamento, para que seja devidamente verificado o bom fuuccionamento do hydrometro Venturi; assim são, em
geral, as ínstallações congeneres, que existem nos varios institutos
technicos, onde o apparelbo figura, com o o bjectivo de proporcionar aos alumnos utilissima instrucção pratica.
Outros appareihos, novas installações irão sendo feitas em o
Lauoratorio de .l lydraulica, á medida, dos recursos de que se disponha, pois sómente com isso esse laboratorio poderá hombrear
com outros que a nossa escola possúe, e que constitúem o motivo
pelo qual o instituto é reputfl.do sem egual, dentre os congeneres
no pa1z.
S. Paulo, 20 de Abril de ~905.
JOÃO PEREIRA FERRÁS.
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Hydrometro Venturi
OFFERTA DE THE CITY OF SANTOS IMPROVEM~' NTS COMPANY, LIMlTED, E
ASSENTADO NO LABORATORIO DE HYDRAULICA
DA ESCOLA POL YTECHNICA DE SÃO PAULO
Diametro: 2" = o.m051
Fórmula.· Q = K .r-pv
-p
K =0.000955
I
DESCARGA POR
Hora
M3
Relação das secções: 1/9
TUBO
INDICADOR
CARGA DE VENTUKI
FORNECIMENTO
DIA RIO
Segundo
millimetros
litros
(P-p) metros
litros
I
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
5.5
6.0
6.5
7.0
75
8.0
8.5
9.0
9.5
10.0
0.278
0.417
0.55ô
0.700
0.83t)
0.97-1
1.112
1.252
1.392
1.532
1.671
1 810
1.943
2 .085
2.222
2.366
2.510
2.639
2. 77b
~
6.5
14.5
26.0
41.0
59.0
82.0
108.0
137 .o
170.0
202.0
24H.O
290.0
339.0
391.0
448.0
508.0
572.0
640.11
713.0
0.083
0.186
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4.918
5.631
6.384
7.290
7.685
8.468
24000
3nooo
48000
60000
72000
~4000
96000
108000
120000
132000
144000
156noo
168000
180000
192000
204000
216000
2·~8000
240000