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Perfil de Velocidade, Exercícios de Hidráulica

Perfil de velocidade em um tubo pressurizado

Tipologia: Exercícios

2025

Compartilhado em 20/06/2025

Lacarneiro23
Lacarneiro23 🇧🇷

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EAM51P – Hidráulica Prática – T03
MEDIÇÃO DO PERFIL DE VELOCIDADES EM TUBO
PRESSURIZADO - LHDC
Larissa Carneiro De Andrade-2021002771
Maria Eduarda Nardez - 2023002556
Ensaio: 16/04/2025
Entrega: 30/04/2025
Itajubá – MG
2025
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EAM51P – Hidráulica Prática – T

MEDIÇÃO DO PERFIL DE VELOCIDADES EM TUBO

PRESSURIZADO - LHDC

Larissa Carneiro De Andrade-

Maria Eduarda Nardez - 2023002556

Ensaio: 16/04/

Entrega: 30/04/

Itajubá – MG

EAM51P – Hidráulica Prática – T

MEDIÇÃO DO PERFIL DE VELOCIDADES EM TUBO

PRESSURIZADO - LHDC

Trabalho submetido ao Professor Prof. Dr. Oswaldo

Honorato de Souza Junior como requisito parcial para

aprovação na disciplina Hidráulica Prática (EAM51P) da

Universidade Federal de Itajubá – Unifei.

Itajubá – MG

1. Objetivos

Este relatório visa determinar o perfil de velocidade e a vazão em um tubo pressurizado. A

partir dos dados obtidos, serão realizados cálculos que irão permitir observar o regime do fluxo.

2. Procedimento Operacional

O experimento foi realizado utilizando uma tubulação pressurizada conectada a uma bomba para

controlar o fluxo de água. A medição das velocidades foi realizada ao longo da seção transversal do tubo,

utilizando um Tubo de Pitot. Após ligar a bomba, o técnico do laboratório posicionou o tubo de Pitot

próximo à parede interna da tubulação e foi realizada a medição da primeira pressão, após anotar os

valores, foi mudado a posição do tubo para aumentar o diâmetro em 2 em 2 cm para uma nova medição. E

após isso foi repetido 11 vezes, até o diâmetro 0,186 m.

3. Instrumentação

Para este experimento foi utilizado:

● Bomba

● Manômetro em U invertido

● Manômetro em U de coluna Venturi

● Tubo medidor Pitot

Figura 1 : Manômetro em U invertido Fonte: Autoria própria

Figura 2: Manômetro em U de Coluna Venturi Fonte: Autoria própria Figura 3 : Vista da tubulação onde se localiza o pitot Fonte: Autoria própria

5.2.4 Determinação do perfil de velocidade

Em que:

● Kcole - coeficiente de pitot Cole;

● Δh - diferença de pressão;

● g - gravidade 9,81 m/s²

5.2.5 Determinação da vazão

Em que:

● V - velocidade (m/s)

● A - área da seção da tubulação (m²)

5. Resultados

A partir do experimento realizado presencialmente obteve-se os dados abaixo.

Tabela 1 : Dados obtidos no laboratório Fonte: Autoria Própria Pontos d (m) Δh cole 0 0 1 0,002 0, 2 0,02 0, 3 0,04 0, 4 0,06 0, 5 0,08 0, 6 0,1 0, 7 0,12 0, 8 0,14 0, 9 0,16 0, 10 0,18 0, 11 0,187 0, 0,206 0

Com os dados obtidos da diferença de pressão medidas no centro do tubo, determinou-se o

coeficiente de correção do pitot cole (Kcole)

Tabela 2 : Kcole Fonte: Autoria Própria

Logo em seguida, calculou-se a velocidade nos 11 diferentes pontos da tubulação, ao longo do

diâmetro, além da área do perfil de velocidade que obtemos utilizando o método dos trapézios com a

referência do perfil.

Tabela 3 :Cálculo da velocidade Fonte: Autoria Própria Média h plant 0, h cole 0, k cole 0, Pontos d (m) Δh cole V (m/s) A (m²) 0 0 0 0 1 0,002 0,1725 1,71 0, 2 0,02 0,5410 3,03 0, 3 0,04 0,6560 3,33 0, 4 0,06 0,6260 3,26 0, 5 0,08 0,6105 3,21 0, 6 0,1 0,6095 3,21 0, 7 0,12 0,5750 3,12 0, 8 0,14 0,5125 2,95 0, 9 0,16 0,4685 2,82 0, 10 0,18 0,3810 2,54 0, 11 0,187 0,3840 2,55 0, 0,206 0 0 0, HVentur i (m)

A partir da velocidade média foi possível obter a vazão de Pitot cole e do venturi, a fim de

comparar os dois resultados, visto que, consideramos a vazão do venturi como a ideal (100%).

Tabela 5 : Vazão Fonte: Autoria Própria

Ao final, foi calculado o número de Reynolds na seção onde está instalado o pitot cole, a fim de

analisar se o escoamento na tubulação é laminar, de transição ou turbulento.

Tabela 6 : Tipo de Escoamento Fonte: Autoria Própria

A fim de comparar os resultados do pitot cole e do venturi, foi calculado o erro, que com ele

podemos ter uma análise mais precisa dos resultados.

Tabela 7 : Cálculo do erro Fonte: Autoria Própria Q venturi 0,080 m³/s Q cole 0,094 m³/s V cole 2, Re cole 578159, V venturi 2, Re venturi 490496, Escoamento Turbulento 0,080 100% 0,094 X% X 118% Erro de = 18%

6. Análise dos Resultados e Conclusões

Com base na análise dos valores obtidos a partir do perfil teórico, observou-se que a curva

gerada apresenta características semelhantes à curva típica de escoamento turbulento. Além dessa

semelhança visual, o número de Reynolds determinado experimentalmente confirma que o regime de

escoamento é de natureza turbulenta, uma vez que seu valor ultrapassa 4000.

A vazão estimada por meio da análise do perfil de velocidade apresentou valor próximo ao

obtido com o uso do tubo de Venturi, registrando uma diferença de apenas 0,014, o que corresponde a

um erro de 18%. Tal proximidade permite afirmar que tanto o experimento quanto a análise demonstram

coerência e precisão nos resultados obtidos. Essa diferença pode ser atribuída à maior eficiência do tubo

de Venturi em comparação com outros dispositivos da mesma categoria, visto que ele acarreta menor

perda de carga permanente. Adicionalmente, possíveis inconsistências nas leituras manuais dos tubos

podem ter contribuído para a discrepância observada.

Dessa forma, conclui-se que o experimento apresentou resultados satisfatórios, corroborados

pelo traçado do perfil de velocidades, pela reduzida diferença entre as vazões obtidas e pela

confirmação do regime turbulento através do número de Reynolds.