Conservação de Massa e Medições de Taxa de Fluxo

1. Definindo a instalação

1. Certifique-se de que não há fluxo na instalação.
2. Verifique se o sistema de aquisição de dados segue o esquema na Figura 1B.
3. Conecte a porta positiva do transdutor de pressão #1 (ver Figura 1B para referência) ao tubo Pitot transversal ( ).
4. Conecte a porta negativa deste mesmo transdutor de pressão à sonda estática da passagem de admissão ( ). Assim, a leitura desse transdutor de pressão será direta ( ).
5. Registo do transdutor de Volts para Pascals ( ). Digite este valor na Tabela 1.
6. Conecte a porta positiva do transdutor de pressão #2 (ver Figura 1B para referência) à sonda estática da passagem de admissão ( ) usando um tee.
7. Deixe a porta negativa de transdutor de pressão #2 aberta à atmosfera ( ). Assim, a leitura deste transdutor será direta ( ).
8. Registo do transdutor de Volts para Pascals ( ). Digite este valor na Tabela 1.
9. Defina o sistema de aquisição de dados para amostrar a uma taxa de 100 Hz para um total de 500 amostras (ou seja, 5s de dados).
10. Certifique-se de que o canal 1 no sistema de aquisição de dados corresponde à #1 de transdutor de pressão ( ).
11. Digite o fator de conversão no sistema de aquisição de dados para garantir que a medição de pressão ( ) seja diretamente convertida para Pascal.
12. Coloque a sonda Pitot no final de sua viagem, onde ela toca a parede do tubo. Como a sonda tem 2 mm de diâmetro, o primeiro ponto de velocidade está em uma coordenada radial a 1 mm de distância da parede. Ou seja, em uma posição radial de mm (aqui, mm).

Figura 2. Configuração experimental. (A): Passagem de fluxo em estudo. (B): sistema de travessia manual para o tubo Pitot. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Mesa 1. Parâmetros básicos para estudo experimental. Valor do ameter de par

Parâmetro	Valor
Raio de passagem de fluxo(Ro)	82,25 mm
Constante de calibração de #1 transdutor (m_p1)	136.015944 Pa/V
Constante de calibração #2 transdutor (m_p2)	141.241584 N/V
Pressão atmosférica local	100.474,15 Pa
Temperatura local	297,15 K
P_atm-P_2	311.01 Pa

2. Medições

1. Ligue a instalação de fluxo.
2. Registo a leitura do transdutor de pressão #2 em Volts a partir do multimetro digital.
3. Digite este valor na Tabela 1 como e converta a leitura de Volts para Pascals usando o fator .
4. Use o sistema de aquisição de dados para registrar a leitura de ( .
5. Digite o valor da Tabela 2.
6. Use o botão de travessia para alterar a posição radial do tubo Pitot de acordo com o valor sugerido na Tabela 2.
7. Repita as etapas 2.4 e 2.6 até que a Tabela 2 esteja totalmente povoada.
8. Altere a taxa de fluxo variando a descarga do sistema.
9. Repita as etapas 2.4 a 2.8 para pelo menos dez taxas de fluxo diferentes.
10. Desligue a instalação de fluxo.

Figura 5. Configuração experimental. Placas perfuradas para restringir o fluxo na descarga do sistema de fluxo. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Mesa 2. Resultados representativos. Medições de velocidade. r (mm) P_T - P₂ (Pa) u (r) (m/s

r (mm)	PT - P2 (Pa)	u(r) (m/s)
2.25	300.35	22.34
12.25	302.84	22.43
22.25	305.82	22.54
32.25	302.34	22.41
42.25	294.88	22.13
52.25	295.37	22.15
62.25	292.88	22.06
68.25	293.63	22.09
72.25	294.13	22.10
75.25	299.60	22.31
77.25	293.13	22.07
79.25	284.67	21.75
80.25	256.31	20.63
81.25	198.33	18.15

3. Análise de dados.

1. Determine o perfil de velocidade usando os valores de diferença de pressão, P_T - P_2, da Tabela 2. Digite os resultados na Tabela 2.
2. Plote os valores de pressão e velocidade da Tabela 2 utilizando o raio, como as abscissas(Figura 3).
3. Calcule a integral na equação (8) com base nos valores de velocidade e raio da Tabela 2.
4. Calcule o coeficiente de descarga para cada taxa de fluxo usando equação (8).
5. Plote o coeficiente de descarga usando como abscissas.
6. Encaixar uma função no coeficiente de descarga, uma lei de poder é uma boa escolha.

Figura 3. Resultados representativos. (A): Exemplo de medição da pressão estática ao longo da coordenada radial da passagem de fluxo. (B): Distribuição de velocidade determinada a partir das medições da pressão estática. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.