Trabalho De Tubo De Pitot

2.1) Prática do tubo de pitot:

O princípio de funcionamento do Tubo de Pitot baseia-se na determinação da velocidade de escoamento de um fluido através da diferença de pressões estáticas e dinâmicas no ponto (atendendo a equação de Bernoulli) onde a pressão estática não depende do movimento. Um tubo de Pitot é um instrumento de medição de pressão utilizado para medir a velocidade do fluxo de fluidos.

O método pitométrico se baseia no levantamento da curva de velocidades numa seção transversal da tubulação, através da utilização de um tubo de Pitot, numa situação de escoamento uniforme e permanente, em regime francamente turbulento, em conduto forçado. O objetivo do levantamento da curva de velocidades é encontrar a relação entre velocidade média e seção transversal da tubulação, relação esta que é constante dentro de uma faixa ampla do número de Reynolds, desde que as condições acima sejam mantidas. Depois de obter-se essa relação é determinada a velocidade total da área e, com a multiplicação destes dois fatores (velocidade e área), obtém-se a vazão.

2.2) Determinação do ponto de operação de um eletroventilador:

Ventiladores são máquinas utilizadas para movimentar gases, transformando energia mecânica do rotor em energia cinética do fluido.

Sistema é o local onde o ventilador esta instalado, compreende todo o espaço por onde o fluido escoa.

2.2.1- Variáveis envolvidas (Funcionamento).

O ventilador gera uma vazão (m3/s) e uma conseqüente pressão (Pa) no fluido. Ele faz essa passagem da energia do eixo para o fluido com uma determinada eficiência (%), consumindo nesse processo uma certa potência (kW) da fonte de energia.

O fluido impulsionado pelo ventilador percorre um determinado caminho compreendido pelo sistema, esse caminho por sua vez possui uma perda de carga (Pa), quanto maior essa perda de carga mais difícil é impulsionar o fluido. O fluido impulsionado geralmente será o ar, possuindo uma massa específica (Kg/m^3) que varia conforme temperatura e altitude. Na condição padrão o ar possui:

Potência = Pressão(Pa)*Vazão(m^3/s)/Eficiência(0 a1).

2.2.2- Curvas do Ventilador e Sistema.

Um ventilador funcionando em um ambiente com alta perda de carga gera sobre o fluido uma vazão menor se operando num ambiente com perda de carga baixa. Assim a vazão e pressão gerada pelo ventilador dependem da característica de perda de carga no sistema. Conforme vamos variando a perda de carga do sistema vamos conseguindo vazões e pressões diferentes que são então plotadas em um gráfico, a chamada curva característica do ventilador:

Quando o sistema é totalmente fechado o Ventilador só gera pressão, vazão igual a zero. Para um sistema totalmente aberto a vazão do fluído é a máxima possível que o ventilador pode gerar, todos os pontos intermediários são pontos possíveis de operação quando a perda de carga do sistema esta entre 0 e a máxima (bloqueio total da vazão).

Assim o sistema também possui sua curva característica:

Embora não variamos as condições geométricas do sistema, a perda de carga do fluido que escoa nesse varia conforme a sua velocidade ou Vazão. A relação entre perda de carga (Pa) do fluido e a Vazão desse (m^3/s) é chamada Resistência do Sistema(Ns^2/m^8).

Pressão(Pa)= Resistência(Ns^2/m^8)*Vazão(m^3/s)^2

A Resistência varia conforma varia as condições físicas do meio, geometria, temperatura e o tipo de fluido que escoa nesse.

2.2.3- Ponto de Operação.

A pressão e vazão gerada pelo ventilador será então o ponto de encontro entre a curva do ventilador e a curva do sistema:

O ponto de operação ideal é o que fica um pouco a esquerda da maior eficiência (região mais estável).

2.3) Determinação dos valores de K e n de uma placa de orifício

Placa de orifício: Medidor de vazão classificados como deprimogênio, pois promove a redução da seção transversal a fim de obter a vazão. Aplica-se a equação da conservação da massa e a equação de Bernoulli para obter-se uma equação para a vazão. Sua estrutura resume-se a uma placa transversal ao escoamento, de pequena espessura, na qual foi usinado um furo cilíndrico. A variação na seção transversal do escoamento leva ao aumento da velocidade e à queda da pressão. Entretanto, como ocorre uma variação brusca da área é gerada uma grande turbulência que resulta em uma “perda de carga”, além de menor precisão na medição da pressão.

Figura 1- Desenho esquemático de um escoamento através de uma placa de orifício.

Onde: P2 = pressão antes da placa de orifício; P3 = pressão depois da placa de orifício; D= diâmetro da tubulação; d= diâmetro do furo da placa de orifício.

Vazão: É o volume de determinado fluido que passa por uma determinada seção de um conduto por uma unidade de tempo.

Perda de carga: É a resistência encontrada pelo fluído para escoar.

Tubo de Pitot: É um instrumento de medida de pressão de estagnação, utilizado para medir a velocidade de fluidos, consiste basicamente num tubo orientado para o fluxo de fluido a medir. Visto que o tubo contém ar pode assim ser medida a pressão necessária para colocar o ar em repouso: a pressão de estagnação, ou pressão total. A pressão de estagnação só por si não é suficiente para determinar a velocidade do fluido. Todavia, visto que a equação de Bernoulli determina que: Pressão de estagnação = pressão estática + pressão dinâmica.

Manômetro de coluna em U: Este dispositivo indica a diferença entre duas pressões (pressão diferencial), ou a diferença entre uma única pressão e a atmosfera (pressão manométrica), quando um lado da coluna está aberto para a atmosfera.

Inversor de freqüência: Dispositivo eletrônico que converte a tensão da rede alternada senoidal, em tensão contínua de amplitude e freqüência constantes e finalmente converter esta última, em uma tensão de amplitude e freqüência variáveis.

Freqüência: É uma grandeza física associada a movimentos