4.1 Vazão

A vazão, ou descarga, é o volume de líquido que atravessa uma seção transversal por unidade de tempo (Eq. (4.1)).

\[\begin{equation} Q = \frac{Vol}{t} \tag{4.1} \end{equation}\]

Em unidades do SI é expressa em m³/s. No entanto, na prática, essa é uma vazão muito grande para muitas situações. Por isso, é muito comum utilizar outras unidades, como m³/h (irrigação por aspersão), L/min (torneiras e chuveiros residenciais), L/h (irrigação por gotejamento), entre outras.

Considerando que um volume infinitesimal da seção é calculado pela equação \(Vol = A \cdot s\) e que a velocidade é definida como \(V = \frac{s}{t}\), podemos modificar a equação (4.1) acima para uma forma mais conveniente:

\[\begin{equation} Q = A \cdot V \tag{4.2} \end{equation}\]

Assim, a vazão pode ser determinada pela multiplicação da área da seção transversal pela velocidade média do escoamento nesta seção (Eq. (4.2)).

Exemplo 4.1 (Vazão) Calcular a vazão que flui a uma velocidade de 2 m/s em uma tubulação de 50 mm de diâmetro.

Solução.

\(Q = A \cdot V = \frac{\pi \cdot 0,05^2}{4} \cdot 2 = 0,0039 m^3/s = 3,9 L/s\)

Exemplo 4.2 (Vazão: calcular velocidade) Por uma tubulação cujos tubos possuem 100 mm de diâmetro, circulam 6 L/s de água. Qual a velocidade média de escoamento da água na tubulação?

Solução.

\(V = \frac{4 \cdot Q}{\pi \cdot D^2} = \frac{4 \cdot 0,006}{\pi \cdot 0,100^2} = 0,76 m/s\)

Exemplo 4.3 (Vazão: cálculo do diâmetro) Em um projeto, determinou-se que a vazão necessária é de 32 m³/h. Qual deve ser o diâmetro mínimo do tubo para que a velocidade da água não ultrapasse 2 m/s?

Solução.

\(D = \sqrt{\frac{4 \cdot Q}{\pi \cdot V}} = \sqrt{\frac{4 \cdot 32/3600}{\pi \cdot 2}} = 0,075 m\)

Veja a resolução dos 3 exercícios anteriores em vídeo: