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Tubo Pitot

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UNIP - UNIVERSIDADE PAULISTA Instituto de Ciências Exatas e Tecnológicas
Engenharia Mecânica
Laboratório de Mecânica dos Fluidos
Tubo de Pitot
Jonathan Ferreira Boga RA: C6334j3
São José do Rio Preto – 25 de março de 2017
Introdução
Tubo de Pitot é uma ferramenta de medição de velocidade empregada na medição da velocidade de fluidos conforme métodos físicos simulados em laboratórios de hidráulica e aerodinâmica. Assim como é empregado em hidrologia, sendo apto de medir indiretamente vazões em rios, canais, redes de abastecimento de água, adutoras e oleodutos.
Na aviação se faz o uso de tubos de Pitot nos aviões, na medição de altura em que o avião está.
O nome Pitot é referência ao físico francês do século XVIII Henri Pitot.
Devido à equação de Bernoulli da Mecânica dos fluidos, possuiu-se: pressão total = pressão estática + pressão dinâmica.
A pressão estática, não está ligada ao movimento. Ela pode ser vista a através da utilização do tubo de Prandtl contendo o tubo de Pitot.
A pressão dinâmica, é a pressão atmosférica produzida quando o ar em velocidade de escoamento externo penetra no tubo de Pitot.
A pressão total por si só não é o bastante para estabelecer a velocidade do fluido.
A pressão total e a dinâmica são concepções que podem ser ligadas à equação de Bernoulli. Estas pressões ocorrem da conversão de energia cinética do fluido em aumento de pressão quando o fluido é transportado a inercia. 
Porém podem ser obtidas também pelas seguintes formulas:
Combinando estas equações obtemos:
Em outras formas de se obter as pressões estáticas e dinâmicas é através da equação Bernoulli.
O tubo de Pitot é um tubo em “L” com somente um curso, possibilitando medir somente a pressão total ou com dois cursos e tomadas de pressão laterais para medir ao mesmo tempo a pressão estática. Pode ser empregado em laboratórios para estudos de aerodinâmica  ou de hidrodinâmica em modelo reduzido em laboratórios de hidráulica.
Os chamados “ferramentas estáticas do Pitot” medem a pressão atmosférica. São eles: Altímetro, Indicador de velocidade no ar, Indicador de velocidade vertical
Eles estão ligados a tubos de Pitot que se interligam com o exterior da aeronave. No decorrer da subida ou descida, a pressão do ar varia. Aquelas ferramentas analisam isso fisicamente e matematicamente.
O indicador de velocidade no ar mede a diferença entre a pressão estática e a pressão dinâmica do ar, comunicando em nós ou número de Mach. Quando o avião voa mais rápido, o ar externo executa uma maior pressão sobre o ar no interior do tubo de Pitot.
Os tubos de Pitot utilizados em aeronaves geralmente têm componentes de aquecimento, para prevenir bloqueio por congelamento. Acidentes aéreos já acontecem por causa do bloqueio de um ou mais tubos de Pitot por gelo ou outro motivo.
Objetivo do Experimento
O objetivo do experimento foi por em prática os conceitos teóricos de vazão, equação Bernoulli e tubo de Pitot vistos em aula. Nosso primeiro objetivo foi simular uma vazão em um reservatório. O segundo objetivo foi ser capaz de retirar os dados da simulação da vazão. O terceiro objetivo foi usar os dados obtidos para aplicar nas formulas teóricas de vazão volumétrica para poder obter o resultado da vazão. O quarto objetivo foi simular a passagem de água no tubo de Pitot. O quinto objetivo foi coletar os dados da simulação da passagem. O sexto objetivo foi ser capaz de calcular a velocidade no tubo de Pitot. E por fim no sétimo objetivo foi comparar os resultados. 
Procedimento Experimental
Para iniciar o procedimento experimental foi feito uma simulação de vazão de um reservatório, para isso enchemos um reservatório de agua com auxilio de uma bomba centrifuga, marcamos um ponto máximo de orientação e medimos a altura do ponto máximo que posteriormente seria a distância de deslocamento da água. Depois abrimos uma comporta de vazão do reservatório, dando inicio a vazão no reservatório, calculamos o tempo que levou para volume de água abaixar do ponto máximo até esvaziar o reservatório. Com o tempo calculado iniciamos o calculo da velocidade pegamos a distância percorrida da agua do ponto máximo até o fundo do tanque e dividimos pelo tempo obtendo a velocidade. Medimos as medidas do reservatório e calculamos a área e volume do reservatório. Calculamos vazão volumétrica usando a velocidade multiplicada pela área do reservatório. Depois fizemos a simulação da passagem da água no tubo de Pitot, para houver alteração no indicador da altura da carga de pressão da água, abrimos todas as válvulas no máximo, coletamos os dados das colunas nos cinco pontos de medição do tubo de Pitot. Com os dados da coluna de pressão da água, fizemos os cálculos da velocidade no tubo de Pitot, aplicamos a equação de Bernoulli para encontrar a velocidade do tubo de Pitot fizemos isso para os cinco pontos de medida, com velocidade encontrada, fizemos o cálculo da Vazão, mas antes nós achamos o valor da área do tubo, aplicamos a formula da vazão: Vazão é igual a multiplicação da velocidade vezes a área, assim obtemos a vazão. E por fim comparamos as velocidade e vazão do tubo de Pitot e do tanque.
Memorial Descritivo do Equipamento
Equipamentos Utilizados 
Uma bomba centrifuga, um tanque usado como reservatório, cronômetro digital, uma trena e o tubo de pitot e seus indicadores.
Esboço do Equipamento
 
Memorial Descritivo de Cálculos
Dimensões da caixa “Reservatório”:
Largura: 0,32m; Comprimento: 0,32m; Altura máxima: 0,39m; 
Altura mínima: 0,29m.
Medição do tempo para o volume de água diminuir do ponto máximo até o final do reservatório: 10s.
Altura do ponto máximo (
Velocidade da vazão do tanque: 
Área: Largura*Comprimento = 0,32*0,32 = 0,1024 
Volume: Largura*Comprimento*deslocamento da água (): 
0,32*0,32*0,335 = 0,034 
Vazão volumétrica do tanque: 
Q= v*A = 0,0335*0,1024 = 
Área do Tubo de Pitot: 
Velocidade da água no tubo de Pitot:
No ponto -20 mm: 
No ponto -10 mm:
No ponto 0mm:
No ponto 10 mm:
No ponto 20mm:
Velocidade média no tubo de Pitot: 
Vazão volumétrica no tubo de Pitot:
Observação: Através das contas da velocidade em cada ponto podemos descobrir a utilidade das medidas, que servem para ter a noção da velocidade da água que passa em cada ponto do tubo, e notamos que quanto mais perto da parede do tubo mais lento e a velocidade da passagem da água.
Comparação da velocidade e vazão entre o tubo de Pitot e Tanque:
Notamos que velocidade da água no tubo de Pitot é maior que a vazão do Tanque devido possuir uma menor área que o tanque. Em relação à vazão volumétrica, a vazão do tanque é maior que a vazão no tubo de Pitot devido conter menos perdas, pois a agua sofre uma maior quantidade de perdas durante seu deslocamento dentro do tubo, houve uma grande diferença entre as vazões, um motivo pode ter sido a falta de precisão do experimento, para que pudéssemos obter uma variação na carga de pressão da água, foi necessária fazer as simulações com todas as válvulas aberta no máximo assim obtendo uma maior pressão, o que pode ter influenciado nos resultados. 
Conclusão
O experimento nos permitiu por em prática os conceitos teóricos de vazão e tubo de Pitot possibilitando melhor entendimento de como funciona o tubo de Pitot, nos proporcionando uma oportunidade de observar a simulação da passagem da água no tubo de Pitot, e entender que a velocidade da água não é a mesma em todo o tubo há alterações em relação a distancia entre as paredes do tubo, e que a variação em um tubo de curto tamanho é pequena e se dever ter uma grande pressão para se ter alteração de velocidade significativa. O experimento permitiu ver a utilidade do tubo de Pitot para calcular a carga de pressão e velocidade, mostrando que os conceitos teóricos visto em aula realmente são importantes.Bibliografia
Disponível em: https://pt.wikipedia.org/wiki/Tubo_de_Pitotacessado em: 25 de Março de 2017.
Disponível em: http://www.poli.usp.br/d/pme2332/Arquivos/Experiencia%20Tubo%20de%20Pitot.pdf acessado em: 25 de Março de 2017.

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