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Tubo de Pitot Placa de Orifício Tubo de Venturi Bocal Convergente
Mecânica dos FluidosMedidores de Escoamento de Fluidos
Prof. Rodolfo RodriguesUniversidade Federal do Pampa
BA000200 – Fenômenos de TransporteCampus Bagé
17 e 18 de abril de 2017
Rodolfo Rodrigues Fenômenos de Transporte
Medidores de Escoamento 1 / 16
Tubo de Pitot Placa de Orifício Tubo de Venturi Bocal Convergente
Medidor: Tubo de Pitot
Figura 1: Representação de um medidor de tubo de Pitot com manômetro diferencial.Fonte: Brunetti (2008).
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Tubo de Pitot Placa de Orifício Tubo de Venturi Bocal Convergente
Medidor: Tubo de Pitot
A eq. abaixo permite determinar a velocidade do ponto ondeo tubo de Pitot está instalado:
v = Cp
√2 (p2 − p1)
ρ[m/s] (1)
onde Cp é um coeficiente de ajuste de valor entre 0,98 e 1.Se posicionado no centro então v = vmax e para
1 Escoamento laminar: vm = 0,5 · vmáx e2 Escoamento turbulento: vm = 0,8167 · vmáx.
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Medidor: Tubo de Pitot
Para um manômetro diferencial pode-se escrever:
p2 − p1 = h(ρm − ρ)g [Pa] (2)
onde ρm é a massa específica do fluido manométrico;ρ é a massa específica do fluido escoando;h é o desnível.
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Medidor: Placa de Orifício
Figura 2: Representação de um medidor de placa de orifício com manômetro diferencial.Fonte: Brunetti (2008).
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Tubo de Pitot Placa de Orifício Tubo de Venturi Bocal Convergente
Medidor: Placa de Orifício
A velocidade no orifício de uma placa de orifício é:
v0 =C0√
1 − (D0/D1)4
√2(p1 − p2)
ρ[m/s] (3)
onde C0 é um coeficiente de ajuste.
Para Re > 20 000 e D0/D1 < 0,5 então C0 ≈ 0, 61;
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Medidor: Placa de Orifício
Alternativamente, há a eq. abaixo:
v0 = k
√2(p1 − p2)
ρ[m3/s] (4)
onde k é um coeficiente definido por:
k =CD√
1 − C2C(D0/D1)4
(5)
onde CD e CC são os coeficientes de descarga e decontração, respectivamente.
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Medidor: Placa de Orifício
Figura 3: Diagrama de coeficientes k em função de Re e D0/D1 para um medidor de placade orifício (direita).
Fonte: Brunetti (2008).
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Medidor: Tubo de Venturi
Figura 4: Representação de um medidor de tubo de Venturi com piezômetro.Fonte: Brunetti (2008).
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Medidor: Tubo de Venturi
A velocidade no diâmetro menor de um tubo de Venturi é:
v2 =Cv√
1 − (D2/D1)4
√2(p1 − p2)
ρ[m/s] (6)
onde Cv é um coeficiente de ajuste.1 Para Re > 10 000 e D1 < 0,2 m então Cv = 0,98 e2 Para D1 > 0,2 m então Cv = 0,99.
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Medidor: Bocal Convergente
Figura 5: Representação de um medidor de bocal convergente (“flow-nozzle”) compiezômetro.
Fonte: Brunetti (2008).
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Medidor: Bocal Convergente
O bocal convergente corresponde à parte convergente dotubo de Venturi;
A velocidade no diâmetro menor de um bocal convergente é:
v2 = k
√2(p1 − p2)
ρ[m/s] (7)
onde k é um coeficiente função de Re e D2/D1 conformeFig. 6.
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Medidor: Bocal Convergente
Figura 6: Diagrama de coeficientes k em função de Re e D2/D1 para um medidor de bocalconvergente.
Fonte: Brunetti (2008).
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Medidor para Escoamento Compressível
Para escoamento compressível de gases em tubo deVenturi, bocal convergente e placa de orifício:
Qm =CvA2Y√
1 − (D2/D1)4
√2(p1 − p2)ρ1 [kg/s] (8)
onde Y é um fator de correção de expansão conforme Fig. 7.
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Medidor para Escoamento Compressível
Figura 7: Fator de expansão Y para escoamento de ar em medidores de tubo de Venturi,bocal convergente e placa de orifício.
Fonte: Geankoplis (2003).
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Medidor: Rotâmetro
O rotâmetro é um tubo graduado em que um elementoflutuante com ranhuras helicoidais para mantê-lo no centro dotubo;
Fonte: Brunetti (2008).
Dependendo da vazão, o flutuante irá se localizar numa certaposição que corresponde a um valor predeterminado.
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