5.4 Orifícios pequenos em paredes delgadas

Em seu escoamento, podemos considerar que todas as partículas do fluido atravessam o orifício com a mesma velocidade. O coeficiente de redução da velocidade para orifício pequeno em parede delgada possui um valor prático médio de Cv = 0,985.

Para a vazão que escoa, precisamos da área do orifício, corrigida pelo Coeficiente de contração. Para orifícios pequenos em paredes delgadas, um valor prático médio é Cc = 0,62.

Logo, o Coeficiente de descarga para orifícios pequenos em paredes delgadas pode ser considerado, em termos práticos, Cd = 0,61.

Assim, podemos chegar a uma vazão escoando pelo orifício, combinando a definição do Coeficiente de descarga (Cd) com o teorema de Torricelli (Equação (5.1) e com a equação (4.2) da vazão.

\[\begin{equation} Q = Cd \cdot A \cdot \sqrt{2 \cdot g \cdot h} \tag{5.3} \end{equation}\]

em que A é a área do orifício.

Exemplo 5.1 (Orificio pequeno) Um orifício em parede delgada com 10 cm de diâmetro está instalado na parede de um grande reservatório. A altura da água acima do centro do orifício é de 5 m. Qual a velocidade média da água e a vazão do orifício?

Solução.

Pela equação (5.2):

\(V = 0,985 \cdot \sqrt{19,62 \cdot 5} = 9,76 m/s\)

Pela equação (5.3):

\(Q = 0,61 \cdot \frac{\pi \cdot 0,10^2} {4} \sqrt{19,62 \cdot 5} = 45,5 L/s\)

Veja a resolução no vídeo abaixo: