Relatorio - Escoamento Tubo Pitot

Objetivo

O objetivo desta atividade é determinar a velocidade do fluido (no caso, a água) em um determinado ponto, além de comparar esta velocidade com a de vazão do reservatório.

Introdução

Em muitas ocasiões no estudo de escoamentos, é de fundamental importância determinar a velocidade de um fluido em um determinado ponto e apesar de ser impossível realizar esta medição, pode-se determinar uma velocidade media através de instrumentos e técnicas experimentais.

Existem muitos métodos para a determinação da velocidade dos fluidos, entre eles podemos listar: medir o tempo que uma partícula leva para percorrer uma distância conhecida; medir a rotação de uma hélice introduzida no escoamento; medir a variação da resistência elétrica pelo resfriamento de um condutor elétrico introduzido no escoamento; identificar a diferença entre a pressão total e a estática, método introduzido por Henri Pitot em 1732, sendo este um dos mais utilizados.

O tubo de Pitot é um instrumento de medição que mede a velocidade de fluidos em modelos físicos em laboratórios de hidráulica, em laboratórios de aerodinâmica e também na hidrologia para a medição indireta de vazões em canais e rios, em redes de abastecimento de água, em adutoras, em oleodutos e ainda a velocidade dos aviões, medindo a velocidade de escoamento do ar.

Determinando o perfil de velocidade em uma tubulação

A figura abaixo ilustra um esquema do tubo de Pitot utilizado em uma tubulação.

[pic 1]

Figura 1 - Tubo de Pitot.

Aplicando a equação de Bernoulli nos pontos (1) e (2), temos:

 [pic 2]

Considerando que as alturas são iguais () e a velocidade no ponto (2) de[pic 3]

é nula, a equação de Bernoulli fica:

   Eq. (1.0)[pic 4]

Sendo  a diferença de pressão obtida através de um piezômetro. Esta pode ser encontrada através da equação manométrica, obtendo-se:[pic 5]

) Eq.(2.0)[pic 6]

Procedimento Experimental

Método e materiais

Para atingir o objetivo pré-estabelecido, foram utilizados os seguintes equipamentos:

• Um dispositivo de pitometria (Tubo de Pitot) inserido na tubulação de retorno da bancada.
• Uma bomba hidráulica instalada na bancada.
• Um reservatório que será utilizado para a determinação da vazão de dimensões de (0.1*0.315*0.315)m
• Um manômetro ou piezômetro
• Um cronômetro

O método experimental consiste em posicionar o tubo de Pitot na posição zero da escala, mais precisamente no centro da tubulação, e estabelecer cinco vazões distintas. Para cada vazão será cronometrado o tempo para o preenchimento do reservatório.

Utilizando a diferença de altura das colunas de mercúrio apresentadas no manômetro será realizado para cada vazão a leitura da pressão em Pa(Pascal) percorrendo o diâmetro interno do tubo onde o Pitot está instalado.

Resultados

A diferença de altura no manômetro e o tempo de vazão no reservatório estão organizados na tabela abaixo.

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