A Medida de Velocidade

LABORATÓRIO DE CALOR E MASSA

Rafaelle Vilar Nunes Melo –1311322/0

AULA PRÁTICA I

MEDIDA DE VELOCIDADE

Resumo – Esta experiência tem como objetivos a utilização de dois instrumento de medição de velocidades e seu modo de funcionamento são eles, o tubo de Pitot e Prandtl.

Introdução: O Tubo de Pitot é um instrumento utilizado para a medição de velocidades de escoamentos, tanto internos quanto externos, para líquidos ou gases. O instrumento foi apresentado em 1732 por Henry de Pitot -Os conceitos básicos necessários para o entendimento e para o uso do Tubo de Pitot estão associados às pressões do escoamento

A medida de velocidade usando o tubo de Pitot e Prandtl é baseada na diferença entre a pressão total e pressão estática, a diferença é conhecida por pressão dinâmica.

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.

Pressão Estática – é a pressão real ou a pressão termodinâmica que atua no fluido. Pode também ser definida como a pressão acusada por um sensor que acompanha o fluido, com a mesma velocidade deste. É medida através do uso de um pequeno orifício executado na parede da tubulação ou de outra superfície alinhada com o escoamento, tendo-se o cuidado de que esta medição altere o mínimo possível o movimento do fluido.

Pressão Dinâmica – é a pressão decorrente da transformação da energia cinética do fluido em pressão, através de uma desaceleração isoentrópica do mesmo.

Pressão Total, de Impacto ou de Estagnação – é a soma da pressão estática com a pressão dinâmica. A sua medição é feita através de uma tomada de pressão voltada contra o escoamento e alinhada com as linhas de corrente, de forma a receber o impacto do fluido.

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Para a preparação do sistema foi fechado os três registros de 1,5 polegadas e aberto completamente o registro de 3 polegadas. Depois abriu-se parcialmente a válvula de saída (a posição dessa válvula altera as condições de ensaio) e foi acionado o ventilador, havendo reação imediata nos medidores de pressão.

Para cada posição da válvula de saída, foi levantado o perfil de velocidade no duto de 3 polegadas, e no duto de saída. Através do perfil de velocidade foi calculado a velocidade média.

• Manômetro 1: medida relativa da pressão total na entrada do tubo de 3 polegadas. Como na entrada do tudo a pressão estática é a pressão atmosférica, a pressão lida é a pressão dinâmica;
• Manômetro 2: medida da pressão diferencial entre a pressão estática e total, lendo-se nele diretamente a pressão dinâmica;

Na tabela pode-se ver os valores medidos para cada posição da válvula de saída.

A diferença de pressão e a velocidade média são calculadas da seguinte forma:

∆   =  á!"#   ∆   e  V =	!(!!!!!)
!!"

Adotou-se !" = 1,2  ! á!"# = 9810  ![pic 1]

As alturas, medidas em centímetros (cm), são, então, passadas para metros (m), unidade do SI, para que possa-se calcular a velocidade média em  e as diferenças de pressões em Pascal (Pa).

Posição válvula	∆	∆	V
1	0,02m	196,2Pa	18,08
2	0,017m	166,77Pa	16,67
3	0,012m	117,72Pa	14,01
4	0,008m	78,48Pa	11,44
5	0,004m	39,24Pa	8,09

[pic 2]

Materiais e métodos:

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Gráfico ∆          :

[pic 3]

Conclusão:

A prática mostra a técnica de medidas de velocidade de ar em tubo de Pitot e Prandt e ilustra a vantagem da utilização de manômetros em U parar obter a diferença entre duas pressões, e a importância desse resultado obtido para o cálculo da velocidade média do ar.

Como a medição das alturas é feita através do comprimento da coluna de liquido, a pressão depende da escala da régua utilizada, podendo também haver erros de paralaxe.