Pitot

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Objetivos da segunda aula da unidade 5:
Introduzir alguns dos principais métodos práticos de utilização do tubo de Pitot.
Propor o exercício 5.14.2 e o 5.14.3
1ª Possibilidade - Método da SABESP
Como o tubo de Pitot possibilita a determinação da velocidade real pontual, e considerando que a velocidade varia ao longo da seção transversal, é comum determinar-se a velocidade máxima doescoamento, ou seja, a velocidade no eixo do conduto e multiplicá-la por um certo fator, determinando, desta forma, a velocidade média.
Este fator é obtido com o levantamento da curva de velocidade na seção considerada.
A situação mais prática é representada por um conduto forçado de seção transversal circular; neste caso a curva de velocidade é obtida posicionando-se o tubo de Pitot nos raios médios dosanéis de igual área em que seria dividida a seção transversal, como indica a figura 5.9.
−−−π=N21n21N21n2R4a e N21n2RRn−=, onde:
a = área de cada anel; R = raio da seção do tubo; n = número de ordem dos aneis a partir do centro; N = número total de anéis e Rn = raio médio dos anéis de igual área.
Figura 5.9
Como na prática, o posicionamento do tubo de Pitot nos raios médios dos anéis deigual área é difícil usa-se um gráfico especial previamente impresso, que apresenta 10
270 Curso Básico de Mecânica dos Fluidos
divisões equidistantes em que se distribuem os valores do diâmetro, e nas quais será posicionado sucessivamente o tubo de Pitot, medindo-se, em cada uma delas o desnível do fluido manométrico do manômetro diferencial. Esse desnível, assim obtido, é plotado no referidográfico especial o qual apresenta nas linhas tracejadas, os pontos equivalentes aos raios médios dos anéis de iguais áreas.
As linhas cheias representam as ordenadas e servem para quaisquer diâmetros, pois significam: 0, D10, 210D, 310D, 410D, , 910D, D
Na abscissa, dividida em 20 partes, são lançados os desníveis do fluido manométrico, definindo-se o valor da escala, em função do desnívelmáximo.
O gráfico especial está representado pela figura 5.10.
Figura 5.10
271 Curso Básico de Mecânica dos Fluidos
Uma vez definidos e lançados os pontos no gráfico, traça-se a curva de velocidade, que cortará a linha tracejada referente aos raios médios dos anéis de áreas iguais, fornecendo nessa intersecção os valores dos desníveis do fluido manométrico que obteríamos, se tivessemos posicionado otubo de Pitot naqueles pontos.
Para a determinação do fator que possibilitará a determinação da velocidade média, calcula-se a média da raiz quadrada de cada um dos valores lidos na intersecção mencionada, exceto para a central e divide-se pela raiz quadrada do desnível máximo.
maxh110hfator Σ= equação 5.11
É importante salientarmos que este método é aplicável para tubulações com diâmetro maiorou igual a 100 mm ( 4”), para diâmetros menores deve-se adotar outro método.
Para condutos retangulares um mínimo de 16 (figura 5.11) e um máximo de 64 leituras são feitas em centros de áreas retangulares iguais. Em seguida é tirada a média das velocidades.
16 a 24 áreas retangulares iguais
Centro das áreas onde deve-se efetivar a leitura com o tubo de Pitot
Figura 5.11
Para que esta 1ªpossibilidade fique clara, passamos a apresentar um exemplo aplicado a pesquisa de vazamentos, realizado por funcionários da SABESP em 1978.
Considerando-se a origem de referência em uma das paredes, obteve-se os dados representados pela Tabela I.
272 Curso Básico de Mecânica dos Fluidos
Distância do Cursor à Origem de Referência
( mm )
Desnível do Fluido Manométrico
( mm )
0
27
25
78
50113
75
138
100
153
125
161
150
156
175
140
200
114
225
98
235
78
250
60
Tabela I
Através do desnível máximo estabelece-se a escala na abscissa e traça-se o diagrama de velocidade (figura 5.12).
Com o tubo de Pitot posicionado no centro da tubulação, executando-se 21 medidas do desnível de fluido manomérico, espaçadas de 30 segundos umas das outras. Os valores obtidos foram:...
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