Perfil de velocidades

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ – UFPR
SETOR DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA

Disciplina de Fenômenos de Transporte Experimental I
Professora Luciana Igarashi Mafra

Experimento: PERFIL DE VELOCIDADE

Heloísa Valim Antunes
CURITIBA
2012

INTRODUÇÃO O tubo de Pitot é um dispositivo simples e amplamente utilizado para o cálculo da velocidade de escoamento de fluidos, a partir da variação de pressão.

OBJETIVO
Determinação do perfil de velocidade do escoamento em um tubo e determinação da velocidade média do escoamento.

MEMORIAL DE CÁLCULO Para obtenção do objetivo acima descrito, foram necessárias as equações a seguir, descritas neste memorial: A equação do tudo de Pitot é dada por: v=2.∆Pρar (a) Onde, “v” corresponde à velocidade, “∆P” à variação de pressão e “ρar” à densidade do fluido em questão. A variação de pressão será calculada através da equação (b) a seguir:
∆P=ρN-C7.g.(z.senθ+ δ) (b) Onde “ρN-C7” equivale à densidade do n-heptano (correspondente a 0,684g/cm³), “g” à aceleração da gravidade, considerada 9,81m/s², “z” à medida experimental do tudo de Pitot, “θ” ao ângulo entre a inclinação do dispositivo que determina “z” e a horizontal. Sendo que: δ=z.dD^2 (c) Onde, “d” equivale a 3mm e “D” equivale a 15,5mm. O cálculo da densidade do ar será feito através da equação (d) a seguir: ρar=MMar.PR.T (d) Sendo “MMar” a massa molar do ar (correspondente a 0,029kg/mol), “R“ a constante universal dos gases [igual a 8,314 J/(mol.K)], “P” a pressão ambiente, medida no laboratório e correspondente a 693mmHg, ou 92390,76Pa e “T” a temperatura ambiente, medida no laboratório e correspondente a 28,5°C ou 301,65K. Substituindo a equação (b) em (a), tem-se: v=2.[ρN-C7.g.(z.senθ+ δ)]ρar (e)
Para o cálculo da velocidade média de escoamento, utiliza-se a equação (f) disposta abaixo: v=i=1i=n+1{vn.rn+vn+1.rn+12rn+1-rn}Rtubo2 (f) Sendo que “Rtubo” é o raio do tubo, que corresponde a