Nome do Curso: Tecnologia em Automação Industrial Ano letivo:2/2009 Professor: Washington Luis Santos Silva, E,MSc Data: 05.10.09 Turma: SAI 571 Nota:

Tubo de Pitot – Princípio e Funcionamento 2

1 - OBJETIVO

O conteúdo deste documento consistirá na realização de um estudo sobre Tubo de Pitot em relação a seus princípios e funcionamento. A fim de compreender teoricamente esse sistema de medição, o relatório irá esclarecer e demonstrar os fundamentos teóricos e práticos deste equipamento.

2 - PARTICIPANTE

Rafaela Papoulias França Pront. 71106

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3 - INTRODUÇÃO

Este trabalho visa estudar a medição de vazão através do medidor Tubo de

Pitot, para que a compreensão deste sistema seja possível é necessário que haja um estudo sobre a variável vazão, cuja medição é efetuada inclusive pelos princípios aplicados de Pitot.

importância, podendo representar economia altamente significativa

A vazão é considerada uma das principais variáveis em um processo contínuo, pois é através de sua medição que se determina o controle e balanço de materiais. A qualidade e a correta técnica para sua medição é de fundamental

A medição de vazão é a quantidade de fluído que atravessa um determinado percurso por uma unidade de tempo. Existem tipos de vazões, tais como, vazão volumétrica (l/h, m³/min etc) e vazão mássica (kg/h, g/min etc), a partir desses dois tipos é possível medir vazão de “n” maneiras.

Os métodos de medição de vazão são tarefas não muito fáceis de exercer , pois cada método exige conhecimentos e informações precisas sobre o fluído, características de operação e instalação. (Medição de Vazão, GALLI, Marcos, 2007). O sistema de Pitot está incluso no método de medição por pressão diferencial, ou seja, o elemento provoca no fluído um P e a partir disso é possível calcular a vazão. Este método será melhor explanado no decorrer do trabalho.

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4 - FUNDAMENTOS TEÓRICOS - MEDIÇÃO DE VAZÃO POR PRESSÃO DIFERENCIAL

A medição de vazão por pressão diferencial é um dos métodos mais utilizados para medir vazão e baseia-se na pressão diferencial produzida por elementos primários.

A medição de pressão diferencial é produzida por elementos instalados na tubulação de forma que o fluído tem contato com o mesmo causando um diferencial de pressão, ou seja, a função do elemento e aumentar a velocidade do fluído diminuindo a área de seção em um pequeno comprimento para haver uma queda de pressão. A vazão pode ser medida através desta queda. (Medição de Vazão, GALLI, Marcos, 2007).

P = Pf-Po

Os tipos de medidores por pressão diferencial são: - Placa de Orifício

- Tubo Venturi

- Bocal de Vazão

- Tubo de Pitot

- Tubo Anubar

Neste trabalho será o medidor a ser focado será o tubo de Pitot que em seu princípio baseia-se na medição de vazão pelo P.

Figura 01: Variação de pressão nas paredes da tubulação. Fonte: SENAI-ES, Instrumentação Básica I – Vazão, Temperatura e Analítica –

Instrumentação, 1999.

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4.1 - CONCEITO DO TUBO DE PITOT

O tubo de Pitot foi criado em 1732 pelo físico francês Henri Pitot (1665- 1743). Seu principal objetivo era medir a velocidade do fluxo da água no Rio Sena, que atravessa Paris. A partir de então, o tubo de Pitot difundiu-se em diversas aplicações e evoluções decorrentes da primeira tentativa.

O tubo de Pitot funciona basicamente como um medidor de pressão diferencial, necessitando para isso, possuir duas pressões bem definidas e comparadas. A primeira fonte de pressão do sistema é a pressão total tomada na extremidade do tubo de Pitot através de sua entrada frontal principal, relativa ao fluxo de dado fluido. O tubo de Pitot mede não somente a pressão do ar, mas de todos os possíveis fluidos.

A segunda tomada de pressão é a de pressão estática, que pode ou não ser tomada na mesma localidade do tubo de Pitot. Geralmente essa tomada localiza-se nas proximidades da tomada de pressão total, se não, no mesmo corpo do tubo de Pitot, porém também pode estar locada em uma posição totalmente distinta da tomada de pressão total. A tomada de pressão estática precisa estar localizada numa posição de ângulo reto ao fluxo laminar do fluido, para melhor precisão. A diferença de pressão pode então, depois de medida, ser chamada de pressão dinâmica. (Relatório FETRAN, MORETTI, Bruno, NC).

Simplificando, o Tubo de Pitot é um tubo com uma abertura em sua extremidade, sendo esta, colocada na direção da corrente fluida de um duto, mas em sentido contrário. A diferença entre a pressão total e a pressão estática da linha nos fornecerá a pressão dinâmica a qual é proporcional ao quadrado da velocidade.

Figura 02: Pressão total, pressão estática e pressão dinâmica. Fonte: SENAI-ES, Instrumentação Básica I – Vazão, Temperatura e Analítica –

Instrumentação, 1999.[Atualizado para este documento].

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4.2 - APLICAÇÕES DO TUBO DE PITOT

Atualmente o tubo de Pitot possui inúmeras aplicações, entre elas: aviação, náutica, aeromodelismo, vazão de fluxo em tubulações industriais, estudos relacionados aos fluidos, medição de temperatura (com o aparato necessário), simples medição de pressões, altitudes, velocidades, e também auxiliando pesquisas meteorológicas. (Relatório FETRAN, MORETTI, Bruno, NC).

Uma das aplicações em específico é a aviação, este tipo de aplicação tem sido citada freqüentemente em jornais e outros meios, devido ao recente acidente do Air France. O tubo de Pitot utilizado em aviões tem a função de medir a velocidade dos mesmos, baseando-se na diferença de pressão.

Neste caso, a aplicação depende da velocidade do avião e a pressão exercida no tubo, ou seja, conforme a velocidade do avião aumenta ou diminui, atua-se diretamente na pressão total localizada na entrada do tubo, causando a aplicação de uma força na coluna do líquido provocando a diferença de altura “h”. Com isto é possível indicar e identificar a velocidade do avião. (FIGURA 03).

densidade do ar no local onde a velocidade está sendo medida

Para que a medição e indicação sejam precisas é importante que seja de conhecimento a densidade do líquido do interior do tubo, a altura da coluna e a

Figura 03: Pitot em aviões. Fonte: O que são tubos de Pitot?, RIZZO, Daniel. 2009. [Acesso em

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5 - CONCLUSÃO

A elaboração deste relatório foi de suma importância para compreensão e conhecimento desta aplicação de medição de vazão por pressão diferencial. O foco deste documento foi compreender o princípio, funções, vantagens e desvantagens deste medidor. Foi adquirido conhecimento sobre a implementação e leitura deste instrumento.

O sistema é de fácil instalação, instalado corretamente e dependo da aplicação, possui confiabilidade relativamente alta, possui a versatilidade de medição em líquidos e gases.

O sistema deverá ser instalado no ponto médio de vazão ou deverão instalados vários pontos de medição, não é aconselhável medir fluídos que contenham quantidades de partículas que sujeitem o elemento a entupimento.

O Tubo de Pitot é apenas um dos vários medidores de vazão, para determinar o medidor apropriado a cada aplicação é necessário conhecer as características do fluído, instalação, condições de operação e o funcionamento básico de cada medidor. Esta pesquisa foi de extrema valia a meu conhecimento teórico de algumas simples aplicações de medição de vazão.

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6 – REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

GALLI, Marcos. Apostila Fundamentos de Instrumentação – Medição de Vazão, SENAI-SANTOS/SP, 2007

MORETTI, Bruno. Relatório FETRAN – Tubo de Pitot, [NC]. AQUINO, Paulo. Apostila Instrumentação – Medidas de Vazão, CEFET/RJ, [NC].

BARCELOS, Ulisses. Apostila Instrumentação Básica I – Vazão, Temperatura e Analítica, SENAI/ES, 1999.

RIZZO, Daniel. FÍSICO MALUCO.O que são tubos de Pitot?, 2009. Disponível em <HTTP://http://fisicomaluco.com/wordpress/2009/06/19/o-que-saotubos-de-pitot-o-responsavel-pelo-acidente-da-airfrance/> Acesso em: 04 de Outubro de 2009.

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