Tubo de Pitot

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Centro Universitário FEI 
 
Gabriel Giocoli Cavalcanti 
RA: 11.116.047-9 
Turma: 116 
 
 
 
 
 
 
Experimento de Reynolds 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
São Paulo 
2020 
 
 
 
 
1 – Resumo 
Nesta experiência, utilizou-se tubos de Pitot com o objetivo de determinar as 
velocidades de água em escoamento turbulento numa determinada seção 
transversal de um duto. Obteve-se perfis de velocidades na referida seção para 
diversas vazões decrescentes. Pode-se então comparar as velocidades médias 
obtidas por dos métodos, sendo assim utilizando gráficos para comparar -las. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sumário 
2 - Objetivos .................................................................................................................................. 4 
3 – Materiais utilizados ................................................................................................................. 4 
4 - Introdução teórica .................................................................................................................... 5 
5 – Análise de dados ...................................................................................................................... 7 
5.1 – Pitot na posição central ...................................................................................................... 11 
6 – Conclusão .............................................................................................................................. 15 
7 – Bibliografia ............................................................................................................................. 15 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2 - Objetivos 
 Nesse relatório procura - se conhecer mais sobre o experimento do tubo 
de Pitot e realizar os cálculos para determinar a velocidade em cada momento 
do experimento, além de montar o diagrama da velocidade. 
 
3 – Materiais utilizados 
 
- Tubo de Pitot 
 - Tubos de PVC 
 - Tanque de água 
 - Medidor transdutor 
 - Torneira 
 - Cronometro 
- Manómetro 
 - Medidor tipo manómetro em “U” 
 - Tudo de Venture 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4 - Introdução teórica 
Henri Pitot (1965 / 1771) foi um engenheiro hidráulico francês muito 
renomado. Em 1732 Henri desenvolveu um método para medida de velocidade, 
pois para experimentos de escoamento é necessário determinar o módulo e a 
direção da velocidade do fluido. Portanto, o tubo de Pitot é um instrumento de 
medida de velocidades em que, utiliza - se da diferença entre as pressões total 
e estática (medida através de manômetros) permite a obtenção do módulo do 
escoamento em uma seção. Este equipamento é utilizado atualmente em todos 
os aviões é um instrumento importantíssimo. A pressão total (pressão total = 
pressão estática + pressão dinâmica) é medida através do orifício principal no 
tubo do disposto longitudinalmente ao escoamento e a pressão estática através 
de orifícios secundários dispostos transversalmente ao escoamento (Fig. 1). 
 
 
Figura 1: Tubo de Pitot 
Fonte: http://culturaaeronautica.blogspot.com/2011/04/tubo-de-pitot-como-funciona.html 
 
Portanto utilizando a equação de pressão total: 
 
Ptotal = Pest + Pdin Pdin = Ptotal - Pest 
(Eq. 1 e 2) 
Aplicando a equação de energia e da Equação de Bernoulli em que: 
(Eq. 3): H1 = H2 + Hp1,2 Hp1,2 é desprezível 
Através da equação de Bernoulli, temos que: 
 
(Eq. 4) 
𝑣2
2g
 = 
𝑝2−𝑝1
𝛾
 
http://culturaaeronautica.blogspot.com/2011/04/tubo-de-pitot-como-funciona.html
 
 
 
 
Aplicando assim a equação manométrica: 
 
(Eq. 5) 𝑝1 + 𝛾𝑚.ℎ − 𝛾.ℎ = 𝑝2 → 𝑝2 − 𝑝1 = ℎ(𝛾𝑚 − 𝛾) 
 
Substituindo na equação 4: 
 
(Eq. 6) v = √2𝑔ℎ (
γm− γ
γ
) 
 
Como g; 𝛾 e 𝛾𝑚 são constantes: 
(Eq. 7) v = K. √ℎ 
 
 
v = velocidade 
g = gravidade 
p1 = pressão 1 
p2 = pressão 2 
𝛾 = peso específico do fluido 
h = altura em relação ao referencial 
𝛾m = peso específico do fluido “m” (Bromofórmio) 
 
Portanto a partir disso temos a velocidade teórica de aproximação do fluido. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5 – Análise de dados 
O tubo de Pitot utilizado no experimento é do tipo duplo (Fig. 2), faz a 
captação das duas pressões, estática e total, levando as mesmas através de 
mangueiras para um manômetro diferencial. O fluido manométrico utilizado é 
“Bromofórmio”, com um peso específico 𝛾m. 
 
 
Figura 2: Representação do tudo de Pitot utilizado no experimento 
Fonte: Apostila de Laboratório de Mecânica dos Fluidos - Centro Universitário da FEI - 
Professores Brunetti, Coquetto e Sérgio Lopes 
Primeiramente, foi realizado o ensaio do tubo de Pitot, com vazão máxima 
(Q=2,72 x 10-3 m3/s), em 5 posições diferentes em (mm), sendo elas +15,0;+7,5; 
0 (central); -7,5 e -15,0. A partir dessas diferentes posições obtivemos diferentes 
alturas no medidor tipo manômetro em “U”. Utilizando a equação de velocidade 
experimental (Eq. 7), obtive -se os seguintes resultados: 
Tendo como base g= 9,81 m/s2; 𝛾m = 29200 N/m3 e 𝛾 = 10000 N/m3. 
 
 
 
 
Exp. PITOT Tabela Desenvolvimento 
ensaio posição r h 
 
 
√ h v 
- - mm mm m1/2 m/s 
1 parede + 20,5 0 0 0 
2 A + 15,0 130 0,360 2,24 
3 B + 7,50 160 0,4 2,48 
4 C 0 180 0,424 2,64 
5 D - 7,50 165 0,406 2,52 
6 E - 15,0 140 0,374 2,32 
70 parede - 20,5 0 
0 0 
∆h =10 cm t =20,07 s K =6,14 m½/s 
Q =2,72 L/s (utilizada no ensaio) Vm =2,06 m/s 
 
 
 
 
Para descobrirmos a velocidade é necessário saber que: 
𝑣 = 𝑣max (1 - 
𝑟
𝑅
)1 7⁄ e 
𝑣𝑚
𝑣𝑚𝑎𝑥
=
49
60
 
Após descobrir a vazão, calcularemos o nº de Reynolds, utilizando: 
m = 
𝑄
𝐴
 = 
4.𝑄
𝜋.𝐷2
 e 𝑣𝑚𝑎𝑥=
60
49
 𝑣𝑚 
 
Obtendo esses dados, somente para uma confirmação, utilizaremos o Re, em 
que se sabe que o escoamento é turbulento, portanto, o Re> 2400. 
 
Caso o Re seja maior que 2400 (turbulento), podemos substituir as equações 
para obter a velocidade: 
 
 
Dados: D = 41 mm; H20 = 10-6 m2/s. 
 
Realizando as contas, sabendo que o Q=cte.: 
 
m = 
4.𝑄
𝜋.𝐷2
 = 2,06 m/s; Re> 2400 
 
Obtendo outra tabela, porem em relação a velocidade teórica: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Exp. PITOT Desenvolvimento 
ensaio posição r v 
- - mm m/s 
1 parede + 20,5 0 
2 A + 15,0 2,09 
3 B + 7,50 2,36 
4 C 0 2,52 
5 D - 7,50 2,63 
6 E - 15,0 2,72 
7 parede - 20,5 0 
∆h =100 mm t =20,07 s 
 
 
 
 
Utilizando esses dados obtidos, podemos comparar as velocidades 
obtidas na equação teórica e no experimental, montando um gráfico da 
velocidade x posição do Pitot: 
 
Gráfico comparando as velocidades (Velocidade x Posição do Pitot) 
 
 
 
 
A partir da integração gráfica é possível também obter a velocidade, 
utilizando uma equação que permite determinar a velocidade média através de 
uma integração. 
 
 
Através dessa integração, consegue – se uma somatória. Dividindo o 
diagrama em várias partes vamos obter um ri e um vi referente a esse ri, assim 
obtendo: 
 
 
-20,5 -15 -7,5 0 7,5 15 20,5
Teórico 0 2,72 2,63 2,52 2,36 2,09 0
Experimental 0 2,32 2,52 2,64 2,48 2,24 0
0
0,3
0,6
0,9
1,2
1,5
1,8
2,1
2,4
2,7
3
V
el
o
ci
d
ad
e 
(m
/s
)
Posição do Pitot (mm)
Velocidade x Posição
Teórico Experimental
 
 
 
 
Teremos uma seguinte tabela: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2,78 2,76 2,72 2,63 2,59 2,52 2,43 2,36
2,09
1,86
1,48
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
-20 -18 -15 -7,5 -4,5 0 4,5 7,5 15 18 20
V
el
o
ci
d
ad
e 
(m
/s
)
Posições Pitot (mm)
Velocidade
Velocidade Linear (Velocidade)
Desenvolvimento 
r v 
mm m/s 
- 20,0 2,77 
- 18,0 2,76 
- 15,0 2,72 
-7,5 2,63 
-4,5 2,59 
0 2,52 
 + 4,5 2,43 
+ 7,50 2,36 
+ 15,0 2,09 
+ 18,0 1,86 
+ 20,0 1,48t =20,07 s 
∆h =100 mm 
 
 
 
 
Percebe -se que conforme a alteração da posição do Pitot vai sendo 
positiva, sua velocidade vai diminuindo. Utilizando: 
 
 
 
Teremos assim a velocidade média que é de: 
 
vm = 
2.∆𝑟
𝑅2
 (vi.ri) = 2,652 m/s 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5.1 – Pitot na posição central 
Para a segunda parte do experimento foram realizadas seis medidas com 
diferentes vazões, assim obtendo 6 (seis) pontos de medição. O ponto 1, 
somente foi obtido a pressão de entrada e de saída, e a potência da bomba, pois 
foi realizado com vazão zero. Partindo do último ponto (6), com vazão máxima, 
foi – se diminuindo a pressão de saída (Ps). Conforme a pressão abaixava, iam 
sendo assim coletado os dados conforme a tabela. 
 
 
 
 
Juntando todas as medições com o tubo Pitot na posição central, obtive assim, uma tabela com os seguintes dados: 
 
 
Experimento de Pitot 
Ponto 
Medida 
Pe 
(mmHg) 
Ps 
(kPa) 
Pitot 
(mm Brenof) 
Pitot 
(mca) 
Pmedidor 
vazão 
(mca) 
Psingular 
(mca) 
 
Pdist. 
(mca) 
 
Tanque 
h 
(mm) 
 
t 
(s) 
Nm 
(kW) 
 
1 
 
-50 
 
300 
 
- 
 
- 
 
- 
 
- 
 
- 
 
- 
 
- 
 
0,8 
 
2 
 
-100 
 
 
280 
 
 
25 
 
0,04 
 
0,16 
 
0,23 
 
0,3 
 
100 
 
58,43 
 
1,1 
 
3 
 
-120 
 
260 
 
 
60 
 
0,12 
 
0,44 
 
0,65 
 
- 
 
100 
 
33,94 
 
1,3 
 
4 
 
-150 
 
240 
 
 
90 
 
0,16 
 
0,76 
 
1,10 
 
1,53 
 
100 
 
26,15 
 
1,4 
 
5 
 
-165 
 
220 
 
 
120 
 
0,22 
 
1,07 
 
1,54 
 
2,18 
 
100 
 
21,87 
 
1,5 
 
6 
 
-180 
 
210 
 
180 
 
0,3 
 
1,28 
 
1,91 
 
2,62 
 
100 
 
20,07 
 
1,6 
 
 
 
 
 
Com o Pitot na posição central, podemos calcular a velocidade, sendo 
adotado K =6,22 m½/s: 
 
 
 
 
 
 
 
Para se ter uma base melhor, será calculado esses dados pelo método 
teórico para verificação. Como o Pitot nesse teste sempre se manteve na 
posição central (zero), o r=0, portanto: 
 
𝑣=
60
49
 𝑣𝑚 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Exp. PITOT 
ensaio Q h 
 
 
√ h v 
- L/s mm m1/2 m/s 
1 0 0 0 0 
2 0,934 25 0,158 0,98 
3 1,609 60 0,245 1,52 
4 2,088 90 0,3 1,86 
5 2,496 120 0,346 2,15 
6 2,720 180 0,424 2,64 
Exp. PITOT 
ensaio Q 𝑣𝑚 v 
- L/s m/s m/s 
1 0 0 0 
2 0,934 0,707 0,87 
3 1,609 1,219 1,49 
4 2,088 1,582 1,93 
5 2,496 1,864 2,28 
6 2,720 2,061 2,52 
 
 
 
 
 
Comparando - as graficamente, teremos: 
 
 
Gráfico comparando as velocidades (Velocidade x Vazão) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
0,98
1,52
1,86
2,15
2,64
0,87
1,49
1,93
2,28
2,52
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
0,934 1,609 2,088 2,496 2,72
V
el
o
ci
d
ad
e 
(m
/s
)
Vazão (L/s)
Comparação de velocidade (v x Q)
Experimental Teórico Linear (Teórico)
 
 
 
 
6 – Conclusão 
 
Com a análise do experimento e dos dados, foi possível construir um 
gráfico, comparando as velocidades de escoamento. Os valores calculados das 
velocidades médias pelos métodos foram muito próximos, considerando-se os 
desvios intrínsecos. Apesar disso, os valores calculados foram satisfatórios. 
Observou -se também que a medida em que se vai mudando a posição 
do tubo de Pitot, diminui -se a velocidade, ou seja, quanto mais o tubo de Pitot 
vai se distanciando da posição central (posição 0), menor será a velocidade de 
escoamento. 
 
 7 – Bibliografia 
 
CENGEL, Y.A., CIMBALA, J.M; Mecânica dos fluidos, Fundamentos e 
Aplicações, 1ºed. São Paulo: Editora McGraw-Hill, 2007. 
 
https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/1902439/mod_resource/content/1/Experiencia_Tub
o_de_Pitot.pdf - Acesso: 08/04/2020; 18:30 
https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/1902439/mod_resource/content/1/Experiencia_Tubo_de_Pitot.pdf
https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/1902439/mod_resource/content/1/Experiencia_Tubo_de_Pitot.pdf