Relatorio Calor e Massa

...

entre a pressão total e a

pressão estática com um medidor. A velocidade no ponto 1 é calculada ao aplicar a

equação de Bernoulli entre os pontos 1 e 2. O desenvolvimento da equação 1 nos fornece

a equação do cálculo da velocidade no ponto 1:

v1 = √[(2/ƿ).(p2-p1)] (2)

onde p2 é a pressão total e p1 é a pressão estática e (p2 – p1) é a pressão dinâmica.

Sabe-se que o valor da velocidade em um ponto qualquer de um fluido está

diretamente relacionado à vazão (Q) com que o fluido passa em uma determinada secção

de área (A). Assim, pode-se deduzir a equação 3:

Q = V.A (3)

Então, para se manter sempre a mesma vazão de escoamento de um fluido, à medida

que aumentamos a área A da secção por onde o fluido escoa, o valor da velocidade de

escoamento de um fluido deve ser reduzido proporcionalmente.

2. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

A prática deste experimento tem o foco para demonstrar a medição da

velocidade do ar no tubo de Pitot. Foi utilizado uma estrutura denominada tubo de Prandtl.

No tubo de Pitot, no ponto de estagnação onde é calculada pressão total, o

orifício onde se tem a tomada de pressão possui o eixo paralelo à direção do escoamento.

Assim, a pressão estática deve ser medida onde a tomada de pressão possui um orifício

perpendicular a direção do escoamento. No tubo de Prandtl, o sensor de pressão contém

no mesmo corpo ambas as tomadas de pressão.

Com o tubo de Prandtl montado e em funcionamento, foram realizadas as

medições das diferenças de altura em um manômetro com a posição da válvula de saída

em seis estados diferentes. Os resultados estão contidos na tabela 1.

Tabela 1 - Medições do manômetro

Em cada posição, foi reduzida a área da secção para a passagem do ar. O

efeito disso está exposto na tabela 2 abaixo:

Tabela 2 – Medições da variação da altura no manômetro, cálculo da pressão

manométrica e da velocidade de escoamento do fluido.

A 3ª coluna traz o cálculo da diferença de pressão entre a pressão total e a

pressão estática, ou seja, a pressão dinâmica. A última coluna demonstra o resultado da

aplicação da equação 2 para o cálculo da velocidade de escoamento do ar.

3. CONCLUSÃO

Após análise dos dados colhidos no experimento, a velocidade de escoamento

do ar, calculada com base nas pressões estática, dinâmica e total, reduziu mediante a

Posição da válvula Δh

1 0,022 m

2 0,019 m

3 0,015 m

4 0,011 m

5 0,008 m

6 0,004m

Posição da válvula Δh ΔP = Pt – P V

1 0,022 m 215,6 N/m² 18,72 m/s

2 0,019 m 186,2 N/m² 17,40 m/s

3 0,015 m 147 N/m² 15,46 m/s

4 0,011 m 107,8 N/m² 13,24 m/s

5 0,008 m 78,4 N/m² 11,29 m/s

6 0,004m 39,2 N/m² 7,98 m/s

redução da vazão e da área da secção por onde o fluxo de ar passa.

Os dados teóricos permitem verificar a ampla importância do conceito de

velocidade e a aplicação prática em mecânica dos fluidos. Com o tubo de pitot, pode-se

calcular a velocidade média em aviões, dentre outras aplicações práticas.

4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Bastos, F. A. A., Problemas de Mecânica dos Fluidos. Editora Guanabara Dois, 1983.

Brunetti, Franco. Mecânica dos Fluidos. Editora Pearson, 2008.

Fox, R. W & Mc Donald, A. T., Introdução a Mecânica dos Fluidos. Editora Guanabara

Dois, 1981.

Moran, M. J., Shapiro, H. N., Munson, B. R., Dewitt, D. P. Introdução à Engenharia de

Sistemas Térmicos: