O Tubo de Pitot

Relatório 2

Tubo de Pitot

Laboratório de FETRAN

Engenharia Civil

Alunos:

São Paulo

2016

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO...............................................................................................03

2. FUNDAMENTOS TEÓRICOS.......................................................................04

3. MATERIAIS E MÉTODOS.............................................................................06

3.1. Materiais.....................................................................................................06

3.2. Métodos......................................................................................................06        

4. RESULTADOS E DISCUSSÕES...................................................................07

4.1. Dados experimentais coletados..................................................................07

4.2. Determinação da vazão de operação.........................................................07

4.3. Determinação do número de Reynolds......................................................07

4.4. Determinação da velocidade de escoamento.............................................08

4.5. Determinação da velocidade média............................................................09

4.6 Determinação da vazão de Pitot..................................................................09

4.7 Determinação do erro percentual................................................................09

4.8 Gráfico.........................................................................................................09

4.9 Comentários.................................................................................................11

5. CONCLUSÕES..............................................................................................12

BIBLIOGRAFIA..................................................................................................13

1. INTRODUÇÃO

O tubo de Pitot é um dispositivo de medição de pressão utilizado para calcular a velocidade de fluxo de um fluido. Ele consiste de um tubo com abertura paralela ao escoamento, responsável pela tomada de pressão resultante do movimento do fluido (pressão estagnante), e outro tubo com abertura perpendicular responsável pela tomada da pressão estática do fluido. Esta pratica tem como objetivo determinar o perfil de velocidade para o escoamento da agua e sua vazão, sendo este escoamento considerado em regime turbulento.

2. FUNDAMENTO TEÓRICOS

Para entendermos melhor como o tubo de pitot funciona, devemos previamente conhecer alguns conceitos de escoamento:

Pressão estática: Ela representa a pressão termodinamica real do fluido. É a mesma pressão utilizada em termodinamica e nas tabelas de propriiedade.

Pressão dinamica: ela representa o aumento de pressão quando o fluido em movimento e levado a parar.

Pressão hidrostatica: ela representa os efeitos na altura, ou seja, o peso do fluido na pressão.

A soma da pressões estática e dinamica resulta na pressão de estagnação. Ela representa a pressão em um ponto no qual o fluido é parado totalmente de forma isentrópicas. Quando as pressões estáticas e de estagnação são medidas em um local especificado, a velocidade do fluido nesse local pode ser encontrado através da equação de Bernoulli:

[pic 1]

A combinação de uma tomada de pressão e um tubo de Pitot nos dá um exemplo prático do uso dessa equação. Deve ser claro que o que descobrimos é a velocidade no ponto escolhido e não a velocidade de escoamento média do tubo.

A tomada de pressão estática, como já diz, ira medir a pressão estática. Ela consiste de um pequeno orifício em uma parede, esse orifício deve ficar paralelo à direção do escoamento.

O tubo de Pitot ira medir a pressão de estagnação. É um pequeno tubo que possui sua extremidade aberta, deve ser ajustado perpendicularmente a direção do escoamento, afim de sentir todo o impacto da pressão de escoamento do fluido.

Em casos que a pressão estática e de estagnação de um liquido em escoamento são maiores que a pressão atmosférica, o piezômetro pode ser anexado a tomada de pressão e ao tubo de Pitot, ele faz com que o liquido no piezômetro se eleve a uma altura de coluna proporcional a pressão que esta sendo medida.

Se as pressões a serem medidas estão abaixo da pressão atmosférica, ou se essa medição for feita em gases, o piezômetro não funcionara.

O não funcionamento do piezômetro ainda permite o total funcionamento da tomada de pressão e do tubo de Pitot, porém um outro dispositivo de medição de pressão deve estar conectado a eles, como um manômetro com tubo em forma de U.

Por vezes é apropriado integrar orifícios da pressão estática na sonda de Pitot, a consequência é uma sonda estática de Pitot que conectada a um manômetro mede a pressão dinâmica, sendo assim, a velocidade do fluido.

A figura a seguir mostra as pressões estática, dinâmica e de estagnação e o piezômetro anexado as tomadas de pressão e ao tubo de Pitot.

[pic 2]

3. MATERIAS E MÉTODOS

3.1. Materiais.

Usamos uma bancada especial com sistemas de tubulação, válvulas e reservatório de água (para medição da vazão), tubo de Pitot inserido na tubulação com ajuste de altura, tubo de acrílico com diâmetro interno de 34 mm, cronômetro, termômetro de mercúrio e piezômetro de três colunas.

3.2 Métodos.

Foram utilizados os seguintes métodos para a realização do experimento:

A principio foi verificado se a tubulação utilizada não tinha formação de bolhas, em sequencia ligou-se a bomba, abriu-se a válvula a uma vazão suficiente para ocorrer um escoamento turbulento, mediu-se o deslocamento volumétrico (Δh). Através das diferenças de altura do tubo de Pitot mediu-se a pressão piezométrica. Foi armazenada uma determinada quantidade de água no reservatório da bancada, com o auxilio do cronômetro mediu-se o tempo, assim encontrando o volume em um determinado tempo, a vazão. Com base nos dados coletados, foram executados todos os cálculos propostos, como de velocidade pontual, velocidade média, vazão real, vazão de Pitot e número de Reynolds.