Calculadora de tempo de enchimento e esvaziamento de tanque
Calcule o tempo para esvaziar um tanque por gravidade por um orifício no fundo (Torricelli) ou para encher com vazão definida. Tanques cilíndricos e retangulares.
Quanto tempo um tanque leva para esvaziar?
A velocidade da água que sai por um orifício no fundo de um tanque aberto à atmosfera segue a lei de Torricelli: v = √(2 × g × h). Conforme o nível cai, a velocidade também diminui. Por isso, o tempo não é simplesmente o volume dividido por uma vazão fixa. Para um tanque de seção constante, o resultado é t = At / (Cd × Ao) × √(2 / g) × (√h1 − √h2), em que At é a área da seção do tanque, Ao a área do orifício, Cd o coeficiente de descarga e h1, h2 os níveis inicial e final medidos a partir do eixo do orifício.
Coeficiente de descarga
A vazão real é menor que a teórica porque o jato se contrai ao sair do orifício e há atrito. Cd é cerca de 0,61 para um orifício de borda viva e próximo de 1 para um bocal bem arredondado. Um tubo ou uma válvula na saída acrescenta sua própria perda e prolonga o tempo. Informe um valor medido quando disponível.
Exemplo
Um tanque cilíndrico vertical de 2 metros de diâmetro contém água a 3 metros acima de um orifício de borda viva de 50 mm no fundo. O quadrado da razão dos diâmetros é 1600 e, com Cd = 0,61, o tempo é 2052 segundos, cerca de 34 minutos. A vazão começa em 9,2 litros por segundo e diminui com o nível. A vazão média é metade da inicial.
Tempo de enchimento
Para encher, divida o volume pela vazão líquida: t = V / (Qin − Qout). O mesmo tanque enche em 2,36 horas com entrada de 5 metros cúbicos por hora e retirada de 1.
Limites
A fórmula abrange cilindros verticais e prismas. Cilindros horizontais, fundos cônicos, tanques pressurizados e sifões estão fora deste cálculo.
Perguntas frequentes
Quanto tempo leva para encher um tanque de água?
Encher um tanque cilíndrico vertical de 2 m de diâmetro interno até 3 m leva cerca de 2,356 horas, com entrada constante de 5 m³/h e retirada simultânea de 1 m³/h. Este exemplo divide o volume necessário pela vazão líquida. Use a vazão média real se o fornecimento da bomba variar com a pressão e considere interrupções separadamente.
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