Boletim Técnico - Pitot e Venturi

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UNIVERSIDADE REGIONAL DE BLUMENAU 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA 
LABORATÓRIO DE FENÔMENOS DE TRANSPORTE 
BOLETIM TÉCNICO 
DETERMINAÇÃO DE VAZÀO E VELOCIDADE ATRAVÉS DE MEDIDOR 
DE VENTURI E TUBO DE PITOT 
 
André Eduardo Leal da Silveira, Eduardo Felipe Dias, Leonardo Kalckmann Werlich, Rafael Víctor Rabelo e 
Ricardo Fischer Júnior 
Resumo 
Buscando compreender melhor o funcionamento e modelagem matemática dos tubos de Pitot e Venturi, 
utilizamos dados aferidos nestas sondas para calcular a vazão de ar que ocorre com um ventilador ligado a três 
velocidades distintas. Foram encontradas explicações práticas conclusivas para o funcionamento destes 
equipamentos e das teorias físicas que os cercam, como a relação entre área, velocidade e pressão, por exemplo.
1. Introdução/Contextualização 
No laboratório, utilizamos o tubo de Pitot para aferir o perfil de velocidade em um duto para 
posteriormente determinar a vazão de ar proveniente de um ventilador. Além disso, analisamos a diferença de 
pressão gerada pela redução da seção transversal no tubo de Venturi. 
O tubo de Pitot é basicamente um “L” cilíndrico com abertura frontal, pequenos furos laterais e duto 
central. Com a obtenção da pressão de estagnação (através do duto central) e da pressão estática, mede a 
pressão total no escoamento do fluido (FOX et al., 2018). Utilizado para medir a velocidade de aeronaves e 
carros de corrida como F1, também pode ser usado para obtenção indireta da vazão de água em rios e canais. 
O tubo de Venturi consiste em uma seção de admissão de bocal de escoamento padrão (norma ISA 
1932), passando por um gargalo e uma expansão de saída entre 15° e 30°, retornando a seção padrão (POTTER; 
WIGGERT; RAMADAN, 2014). Com uso de um tubo em U, observa-se a diferença de altura na coluna d’agua 
para obter a pressão no gargalo e na seção padrão. Utilizado em injetores de adubo na agricultura e pistola de 
pintura “aerógrafo”, por exemplo (ANDRIETTA, 2019). 
Através de experimentos realizados em laboratório e pesquisa bibliográfica, a equipe busca 
compreender o princípio de funcionamento do tubo de Pitot e do tubo de Venturi e suas aplicações, 
apresentando cálculos e gráficos dos valores aferidos. 
2. Materiais e procedimento experimental 
Os materiais utilizados para este experimento foram: 
 Inversor de frequência WEG CFW 10 para controle de motor elétrico; 
 Motor elétrico para funcionamento de ventilador; 
 Tubo com 100mm de diâmetro; 
 Tubo de Venturi: Utilizado para indicar variação da pressão de um fluido em escoamento em locais 
com áreas transversais diferentes. O modelo utilizado conta com duas colunas d’agua para 
demonstrar as variações de pressão; 
 Tubo de Pitot: Utilizado para medir a pressão total no escoamento do fluido e, através disso, obter 
a velocidade de um fluido; 
 Anemômetro e manômetro: Instrumentos utilizados para medir velocidade e pressão de um fluido, 
respectivamente; 
 Suporte para fixação do tubo de Pitot. 
 
Figura 1 – Inversor de frequência e ventilador (à esquerda) e tubo de Venturi 
 
Fonte: Autor (2020) 
 
Figura 2 – Tudo de Pitot (à esquerda) e anemômetro/manômetro 
 
Fonte: Autor (2020) 
 
Utilizando 20 e 40 Hz, captamos 13 medições pelo tubo de Pitot e uma pelo tubo de Venturi para cada 
frequência. As posições utilizadas foram dispostas horizontal ou verticalmente, de 15 em 15 milímetros do 
centro, conforme figura 3. 
 
Figura 3 – Pontos utilizados para medidas de velocidade com tubo de Pitot 
 
Fonte: Autor (2020) 
3. Modelagem Matemática 
(Relacionar modelos, equações empíricas ou de projeto que serão utilizadas no estudo. Lembrar que 
as equações fazem parte do texto, portanto se inicia esta seção com texto explicando a modelagem e 
relacionando as equações no decorrer. Todas as variáveis devem ser descritas logo após aparecerem nas 
equações. Veja o exemplo abaixo:) 
O tubo de Pitot é baseado na equação de Bernoulli: 
p + 𝜌
v ²
2
+ 𝜌 g z = p + 𝜌
v ²
2
+ 𝜌 g z 
Onde p [N/m²] é a pressão, 𝝆 [kg/m³] é a massa específica do fluido, 𝒗 [m/s] é a velocidade instantânea e gz é 
a altura. 
 
 Para encontrar os valores de vazão pelo raio do tubo, a vazão será dada por: 
𝑄 = 2𝜋 𝑉𝑟 (𝑟)𝑟 𝑑𝑟 
Onde Q [m³/s] é a vazão, V [m/s] é a velocidade e r [m] é o raio. 
 
 Ao tubo de Venturi, a vazão será permanente, então 𝑽𝟏𝑨𝟏 = 𝑽𝟐𝑨𝟐, resultando em: 
(Eq. 01) 
𝑄 = A C 
2∆𝑃
𝜌
1 − 𝛽
 
 
Onde ∆𝑷 é dado pela diferença de altura das colunas do fluido aferida no manômetro, 𝜷 = , 𝑪𝒅 é o 
coeficiente de perda de carda no medidor Venturi. 
 
 Com número de Reynolds do escoamento é R = 0,98 e perfil de velocidade determinada por 𝒏 = , 
temos que: 
𝑄 = 2𝜋 𝑉 á 1 − 
𝑟
𝑅
 𝑑𝑟 
 
 Outro método de calcular a vazão é através da velocidade média: 
 
𝑄 = �̅�. 𝐴 
Onde 𝒗 = 𝑣 á . 
4. Resultados 
Pelo tubo de Pitot, conseguimos encontrar os perfis de velocidade do fluido expostos nos gráficos 1, 2 
e 3 para as frequências de 20Hz, 30Hz e 40Hz, respectivamente. 
 
Gráfico 1 – Perfil de velocidade a 20Hz 
 
Fonte: Autor (2020) 
 
 
0
2
4
6
8
10
12
14
0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06
Ve
lo
ci
da
de
 [m
/s
]
Distância do centro [m]
Perfil de Velocidade 20 Hz
(Eq. 02) 
(Eq. 03) 
(Eq. 04) 
Gráfico 2 – Perfil de velocidade a 30Hz 
 
Fonte: Autor (2020) 
 
Gráfico 3 – Perfil de velocidade a 40Hz 
 
Fonte: Autor (2020) 
 
Com o tubo Venturi, encontramos as diferenças de altura para cada frequência, conforme Tabela 1. 
 
Tabela 1 – Aferição ∆h pelo tubo de Venturi 
 
 
Aplicando os resultados obtidos nas quatro fórmulas de vazão listadas anteriormente, conseguimos 
realizar o cálculo da vazão para o perfil teórico. Os resultados são expostos na Tabela 2. 
 
0
5
10
15
20
25
0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06
Ve
lo
ci
da
de
 [m
/s
]
Distância do centro [m]
Perfil de Velocidade 30 Hz
0
5
10
15
20
25
30
0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06
Ve
lo
ci
da
de
 [m
/s
]
Distância do centro [m]
Perfil de Velocidade 40 Hz
Tabela 2 – Resultados dos cálculos para cada frequência 
 20 Hz 30 Hz 40 Hz 
Vazão (Eq. 1) [m³/s] 0,08368 0,11870 0,15375 
Vazão (Eq. 2) [m³/s] 0,07109 0,10931 0,14699 
Vazão (Eq. 3) [m³/s] 0,08343 0,12192 0,16030 
Vazão (Eq. 4) [m³/s] 0,08344 0,12189 0,16030 
Fonte: Autor (2020) 
5. Discussões 
Apesar de encontrarmos certa dificuldade de estabilizar o tubo de Pitot (por conta de seu suporte), os 
valores obtidos nos diversos pontos aferidos são correntes. Sem dificuldades quanto ao tubo de Venturi, os 
resultados também foram coerentes. 
Aplicando os resultados obtidos nas fórmulas de vazão, obtivemos resultados adequados para os 
cálculos. Realizamos os cálculo da vazão considerando as medidas de pressão aferidas no tubo de Venturi. 
6. Conclusões e sugestões 
Em laboratório, experimentamos os tubos de Pitot e Venturi. Esta oportunidade ajudou-nos a 
compreender melhor se funcionamento e os princípios físicos aplicados. Vimos que trata-se se um experimento 
confiável, com resultados constantes e modelagem matemática condizente. Durante a pesquisa complementar, 
compreendemos melhor qual a aplicação destas sondas. 
Os valores aferidos foram consistentes, nos deixando seguros quanto a confiabilidade do experimento. 
Pelo tubo de Pitot, verifica-se que a velocidade do fluido é maior no centro do perfil, diminuindo 
quanto mais próximo estiver das paredes. 
Já para o tubo de Venturi, vimos na prática a relação entre pressão e área. 
Mesmo não tendo nenhuma prática com esse tipo de experimento e tendo algumas dificuldades, 
conseguimos compreender o princípio de funcionamento dos tubos de Pitot e Venturi. 
Tivemos certa dificuldade para fixar o tubo de Pitot na saída do tubo, tendo de improvisar com elásticos 
e calços. A sugestão de melhoria que a equipe dá para este experimento é que o suporte do tubo de Pitot seja 
fixado na parede, continuando a utilizar o gabarito para centralizara sonda. O suporte que existe hoje foi bem 
projetado, porém possui folgas na estrutura. 
Referências 
POTTER, Merle C.; WIGGERT, D. C.; RAMADAN, Bassem H. Mecânica dos fluidos. 4.ed. São Paulo: 
Pioneira Thomson Learning, 2014. 
 
FOX, R. W. et al. Introdução à Mecânica dos. Fluidos. Rio de Janeiro: LTC, 2014. 8 ed 
 
Matheus Andrietta. Funcionamento e Aplicações do Tubo de Venturi. InfoEnem, 2019. Disponível em: 
https://infoenem.com.br/funcionamento-e-aplicacoes-do-tubo-de-venturi/. Acesso em: 29 set. 2020.