experiência do tubo de pitot - escola da vida
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Experiência do tubo de Pitot
Abril de 2012
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para que serve?
como
qual equacionamento?
Uma visão sobre tubo de Pitot
20/4/2005 - v3
é construído?
funciona?
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O instrumento foi apresentado em 1732 por Henry de Pitot:
“A idéia deste instrumento era tão simples e natural que no momento que eu o
concebi, corri imediatamente a um rio para fazer o primeiro experimento com um tubo de vidro”.
(Benedict, 1984).
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Tubo de Pitot
É um tubo aberto dirigido contra a corrente do fluido que indica a pressão total.
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Pressão total = pressão estática + pressão dinâmica
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Pressão estática = aquela que é obtida perpendicularmente
ao escoamento.
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Pressão dinâmica é determinada com a transformação da energia cinética em energia de pressão.
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Tubo de Pitot
Imagem extraída do sítio:
http://es.wikipedia.org/wiki/Tubo_de_Pitot
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Tubo de Prandtl
Consta de um tubo de Pitot unido a outro que o envolve, e possui uma aberturas que permitem medir a
pressão estática. Vêm acoplados na extremidade de um manômetro que indica a diferença entre ambos; ou
seja a pressão dinâmica.
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Tubo de Prandtl
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Instalação do tubo de Pitot na bancada do laboratório,
onde o manômetro diferencial em forma de U permite a determinação da
pressão dinâmica, isto porque em um de seus
ramos atua a pressão total e no outro a pressão
estática
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Hoje o fluido manométrico é o
bromofórmio com uma densidade de 2,96 g/cm³
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ponto de estagnação
pressão estática
leituras pressão total e estática
Como êle é internamente.
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pressão total
pressão estática
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Observem a pressão total e
estática no desenho ao
lado, o desnível representa a
pressão dinâmica.
Verdade, já que indica a diferença entre a pressão total e a pressão estática!
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Esquema do Pitot do laboratório com seus
dados.
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pressão
equação
perda
determinar
Conceitos importantes para
compreensão do funcionamento
e equacionamento do tubo de Pitot
14/09/2010 - v3
estática
dinâmica
total
manométrica
continuidade
energiacarga
velocidadereal
vazão
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Para qualquer Pitot:
como a distância entre as seções (2) e (1) é
desprezível, podemos aplicar a equação da energia que se transforma na equação de
Bernoulli já que para a situação a perda de carga é desprezível.
Através da equação de Bernoulli é possível a
determinação da velocidade real referente ao ponto (1) como mostramos a seguir:
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Equação de Bernoulli: H2 = H1
Portanto:
d1
d12212
211
1
222
2
pg2v
:setem
ppp ainda e 0 ve Z ZComo
g2
vpZ
g2
vpZ
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Pela equação manométrica se tem:
p2 – p1 = h x (m – ), portanto:
h)(
g2v mreal
Tendo a velocidade real e estando o tubo de Pitot no eixo da tubulação pode-se determinar a vazão
do escoamento
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adota-se
através
calcula-se
calcula-se
Determinação
da Q14/09/2010 - v4
escoamento
velocidademédia
Reynolds
vazão
se estiver
certo
se estiver erradovolta-se e adotaoutro ...
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Se o Pitot não estiver no eixo da tubulação
Adota-se o escoamento, por
exemplo o turbulento, onde se
sabe que:
Tendo-se a velocidade real calcula-se a
velocidade máxima e média:
Com a velocidade média verifica-se o
Reynolds.
71
máxreal )R
r1(vv
máxmédia v60
49v
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Se não for turbulento:
Repete-se o procedimento anterior adotando-se o
escoamento laminar, onde se tem:
2
vv
R
r1vv
máxmédia
2
máxreal
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Para esta experiência, além dos exercícios e da determinação da vazão pelo Pitot, que deve ser comparada com a obtida no
tanque, pede-se as representações gráfica das velocidades reais em
função do “r”, tanto a experimentalmente como a obtida
pela expressão: 7
1
máxreal )R
r1(vv
ou
2
máxrealR
r1vv
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Obtenção da Q pelo
tanque
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Determinação da vazão de forma direta
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Exercícios
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1. O engenheiro de manutenção constatou um vazamento em um trecho de uma dada
instalação, como é esquematizado a seguir. Sabendo que o escoamento na seção (1)
é laminar e que tem em (2) e (3) turbulento, pede-se determinar a vazão do
vazamento.
Dados: nas seções (1), (2) e (3) se considera conduto forçado de seção circular, onde
se tem D1 = 38,1 mm; D2 = 15,6 mm; D3 = 26,6 mm; vmáx1= 1 m/s; vmáx3= 2 m/s;
h = 3,7 cm; n = 10-5 m²/s; = 8500 N/m³; m = 136000 N/m³; g = 9,8 m/s²
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³m
kgf13600
;s
²m10;
³m
kgf1000
:arescomplement sDado
Hg
6águaágua
n
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Cada exercício vale 1,6; a determinação da vazão na bancada
pelo Pitot vale 1,0 e o diagrama solicitado 1.