RELATORIO I CTD 134

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UNIVERSIDADE FEDERAL DOS VALES DO JEQUITINHONHA E 
MUCURI UFVJM 
INSTITUTO DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA - ICT 
CURSO DE BACHARELADO EM CIÊNCIA E TECNOLOGIA - BCT 
 
 
CTD134 
MECÂNICA DOS FLUIDOS 
 
 
CALIBRAÇÃO DE MEDIDORES DE 
VAZÃO 
 
 
 
ALUNO: ______________________________________________________________________________ 
DATA: __________________ 
 
DIAMANTINA-MG 
 
CTD134 Mecânica dos Fluidos Calibração De Medidores De Vazão 
 
UFVJM - ICT - BCT Página 1 
 
SUMÁRIO 
 
Introdução-------------------------------------------------------------------------------------------------------- 2 
Objetivos---------------------------------------------------------------------------------------------------------- 4 
Tubo De Pitot----------------------------------------------------------------------------------------------------- 5 
Tubo Venturi----------------------------------------------------------------------------------------------------- 6 
Placa De Orifício------------------------------------------------------------------------------------------------- 7 
Bocal--------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 8 
Principais Características De Cada Medidor De Vazão------------------------------------------------- 9 
Detalhes Técnico------------------------------------------------------------------------------------------------- 9 
Conectando A Unidade Básica Ao Tanque De Suprimento-------------------------------------------- 10 
Remoção E Instalação Do Medidor De Vazão------------------------------------------------------------- 10 
Retirar O Ar Preso Nos Tubos E Uso Dos Piezômetros------------------------------------------------- 11 
Equações Úteis E Teoria--------------------------------------------------------------------------------------- 
Procedimento Experimental---------------------------------------------------------------------------------- 
Preenchimento Da Tabela De Resultados------------------------------------------------------------------ 
Análise Dos Resultados----------------------------------------------------------------------------------------- 
Coeficiente De Descarga (Exceto Tubo De Pitot) -------------------------------------------------------- 
Conclusões-------------------------------------------------------------------------------------------------------- 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CTD134 Mecânica dos Fluidos Calibração De Medidores De Vazão 
 
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 Introdução 
 
 Todos os engenheiros que trabalham com fluidos precisam saber o melhor aparelho para medir 
a sua vazão em qualquer aplicação. Alguns dispositivos podem ser mais fáceis ou mais baratos de se 
construir e de se ajustar do que outros. Um dispositivo pode ser mais preciso do que outro para uma 
determinada faixa de vazão ou ainda, as perdas de energia criadas por um dispositivo inadequado 
podem ser muito acentuadas para uma dada aplicação. 
 Uma questão fundamental que deve ser considerada inicialmente é o tipo de fluido de trabalho 
(líquido, gás ou vapor) que deve ser medido. Também destaca-se o valor da vazão, ou seja, se a vazão é 
pequena ou grande, e se o fluido é limpo ou sujo. A medição de vazão é geralmente feita aproveitando-
se do efeito da interação entre fluido e medidor. O presente relatório apresenta a medição da vazão 
baseada na diferença de pressão para quatro equipamentos que será confrontada com um medidor de 
referência. A quantidade de fluido, além de ser medida em volume, também pode ser medida em massa. 
 Os medidores de vazão utilizados neste relatório são: 
 
 1) Tubo de Pitot 
 2) Tubo Venturi 
 3) Placa de orifício 
 4) Bocal 
 
 Cada medidor de vazão adapta-se a unidade básica (Figura 1), e duas tomadas de pressão são 
feitas antes do medidor (manômetros 1 e 2) e duas tomadas são feitas após o medidor (manômetros 3 e 
4). As tomadas de pressão são feitas por piezômetros que estão conectados a um distribuidor de ar. A 
água é fornecida por um tanque de suprimento que contém uma bomba sapo e um medidor de vazão de 
referência (Figura 2). Variando a vazão para cada medidor tem-se a respectiva queda de pressão entre a 
entrada e saída, e utilizando-se da equação de Bernoulli com o uso da manometria obtém para cada 
medidor uma expressão para a vazão em função da queda de pressão medida. 
 A unidade básica é constituída por uma placa traseira de suporte e aderida a esta placa traseira 
está o conjunto de quatros piezômetros interligados por um distribuidor de ar, com uma válvula de ar 
para controlar entrada ou saída de ar. 
 Entre o adaptador de entrada, primeiro suporte de conexão, e o de saída, segundo suporte de 
conexão, conecta-se o medidor de vazão. Os tubos piezométricos 2 e 3 são conectados imediatamente 
antes e após o medidor de vazão. Na saída do segundo suporte esta uma válvula de controle de vazão. 
 Para comparar as medições de vazão, utiliza-se o medidor de vazão aderido ao tanque de 
suprimento. Para isto utiliza-se um tampão que bloqueia o dreno, e no indicador de nível cronometra-se 
o tempo para o nível ir de um valor inicial de referência a um valor final. 
 
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Figure 1 - Unidade Básica. 
 
Figura 2 - Tanque de Suprimento. 
 
Bomba Sapo
Válvula 
de 
controle
Mangueira 
de nível
Mangueira de suprimento
Reservatório 
De água
Dreno
Tanque coletor Indicador de 
volume
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 Objetivos 
 
• Demonstrar o efeito da variação da vazão sobre a precisão dos medidores de vazão. 
• Demonstrar o cálculo do coeficiente de descarga e como é afetado pela vazão (exceto o 
tubo de Pitot). 
• Obter as equações da vazão para cada medidor. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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 Tubo de Pitot 
 
 O Tubo de Pitot (nome de seu inventor, o francês Henri Pitot) mede a pressão total ou de 
estagnação do fluído. Com a variação da vazão, tem-se a variação na diferença de pressão e 
aplicando-se a equação de Bernoulli estima-se a velocidade na tubulação. Essa velocidade é a 
velocidade local e considerando a posição central esta velocidade será próxima da máxima. O tubo 
de Pitot mede também a velocidade local onde ele esta posicionado e variando esta posição tem-se 
o perfil de velocidades, o que é mais próximo do perfil do escoamento real. A pressão estática é 
conectada ao piezômetro 2 e a tomada de pressão total é conectada ao piezômetro 3. A diferença de 
pressão é entre a total e pressão estática que resultará na pressão dinâmica. 
 
Figure 1 - Tubo de Pitot. 
 O tubo de Pitot tem um ajuste do tipo micrômetro, para o posicionamento preciso do seu 
orifício contra a corrente. Muitos tipos de aeronaves usam um tubo Pitot para medir a velocidade do 
ar. Isto tambémé usado em carros de corrida de alta velocidade e com alguns tipos de cata-vento 
para a medição da velocidade do vento. 
 
 
 
 
 
 
484 mm
Sentido do escoamento
Micrômetro
Tomada de
pressão total
orifício
Diâmetro interno 22 mm
Micrômt
Tomada de
Pressão 
estática
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 Venturi 
 
 O Venturi (homenagem a seu inventor italiano - Giovanni Venturi) é um dispositivo com 
dimensões especificas, que possui uma região estreita (garganta), utilizada para dar uma queda na 
pressão e que está relacionada com a variação da vazão. Utilizando a equação de Bernoulli, chega-se 
numa expressão para a vazão em função desta queda de pressão. A conservação da massa mostra que o 
fluido na seção da garganta terá uma velocidade maior do que na seção de montante. 
 
 
Figure 2 - Venturi. 
 Existem duas tomadas de pressão sobre o Venturi (H40B), uma na entrada e outra na constrição 
(garganta). A aplicação do Venturi é muito variada, incluindo em rios com a ajuda de canais (calhas), 
carburadores de motores a combustão, queimadores de gás e jatos de spray. A expansão gradual após o 
Venturi resulta numa recuperação da pressão. 
 
 
 
 
484 mm
Escoamento
Tomada de
Pressão na 
Garganta
Diâmetro na entrada
34 mm
Tomada de
Pressão 
Montante
Diâmetro na entrada 22 mm
Diâmetro na entrada 34 mm
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 Placa de Orifício 
 
 
Figure 3 - Placa de Orifício. 
 
 A placa de orifício funciona de modo semelhante ao Venturi. O fluido passa de uma área maior 
para uma menor (local do orifício), da qual produz um aumento na velocidade. O fluido apresenta uma 
constrição (também chamada de veia contraída) e uma queda de pressão, que é uma função da vazão. 
 A veia contraída é formada imediatamente a jusante do orifício, e não no orifício. A diferença 
entre a pressão a montante e a jusante com a equação de Bernoulli chega-se facilmente numa expressão 
para a vazão. A pressão a montante é conectada ao piezômetro 2, enquanto que a tomada de pressão a 
jusante é conectada ao piezômetro 3. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
484 mm
Escoamento
Tomada de
Pressão na 
Veia contraída
Diâmetro na entrada
34 mm
Tomada de
Pressão 
Montante
Diâmetro do orifício 22 mm
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 Bocal 
 
 Bocais são usados principalmente para controlar a vazão nas saídas de câmaras ou na 
canalização de escoamentos, por exemplo, no gases de escape de um motor de foguete ou de um motor 
aeronáutico, ou na extremidade de uma mangueira. E eles também podem ser utilizados 
exclusivamente para medir a vazão. Neste caso eles funcionam de modo similar ao Venturi e a Placa de 
orifício. Eles comprimem o fluido, aumentando a sua velocidade e reduzindo a pressão, essa queda na 
pressão será uma função da vazão. Um bocal é semelhante a um tubo de Venturi encurtado. 
 
 
Figure 4 - Bocal. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
484 mm
Escoamento
Tomada de
Pressão a 
Jusante
Diâmetro na entrada
34 mm
Tomada de
Pressão na
Garganta 
Diâmetro do orifício 22 mmEscoamento
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 Principais Características de cada medidor de vazão 
 
 A Tabela 1 mostra as características típicas de cada medidor de vazão para comparação. O custo 
relativo indica um custo relativo de um medidor de vazão de tamanho real, utilizado em projetos de 
engenharia industrial. 
 O Presente tubo de Pitot (*) tem um ajuste com micrômetro, mas os tubos de Pitot, podem ser 
montados em uma posição fixa. 
 
Tabela 1 - Principais Características de cada medidor de vazão 
Medidor de Vazão Partes Móveis Obstrução do Fluxo Custo Relativo 
Tubo de Pitot Não (*) Menor Médio 
Venturi Não Moderado Alto 
Placa de orifício Não Significante Baixo 
Bocal Não Moderado Médio 
 
 Detalhes Técnico 
Tabela 2 - Unidade Básica 
Item Detalhes 
Dimensões 750mm de altura x 900 mm de comprimento x 
300 milímetros frente para trás 
Massa 8 kg 
Faixa de medição 500 mm de água 
Máxima pressão de entrada 2 bar 
Vazão máxima através dos medidores de vazão 50 L/min 
Vazão nominal 60 L/min 
 
Tabela 3 - Medidores de Vazão 
 Medidor de Vazão Detalhes 
Dimensões Tubo de Pitot 484 mm de comprimento x 
230 mm de altura x 100 mm 
de frente para trás 
Venturi 484 mm de comprimento x 
130 mm de altura x 80 mm de 
frente para trás 
Placa de orifício 484 mm de comprimento x 
130 mm de altura x 80 mm de 
frente para trás 
Bocal 484 mm de comprimento x 
130 mm de altura x 80 mm de 
frente para trás 
Massas Tubo de Pitot 0,75 kg 
Venturi 1,5 kg 
Placa de orifício 1 kg 
Bocal 0,6 kg 
 
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 Conectando a unidade básica ao tanque de suprimento 
 
 Conecte a entrada da Unidade de Básica à mangueira de alimentação do tanque de suprimento, 
e conecte a saída da unidade básica a uma mangueira auxiliar, que é colocada no tanque de drenagem 
ou coletor, que permite a medição da vazão com o medidor auxiliar através do indicador de volume. 
Conecte o tubo que contenha o medidor de vazão desejado e abra totalmente a válvula de saída (gire 
totalmente anti-horário). Verifique se há vazamentos em todas as conexões e não utilize uma pressão 
de entrada superior a 2 bar. 
 Pressione com cuidado a válvula do distribuidor de ar, para deixar o ar sair dos piezômetro 1 e 
4, com as mangueiras do piezômetros 2 e 3 não conectadas de modo que a água destes escoe para o 
tanque coletor. Caso precise adicionar ar nos piezômetros, utilize a bomba manual e verifique se há 
vazamentos de água e ar. 
 
 Remoção e Instalação do medidor de vazão 
 
 A entrada e a saída dos selos do adaptador são anéis tipo "o'ring". Eles trabalham melhor 
quando são lubrificados com água ou uma quantidade pequena de graxa de silicone. Não force o 
medidor de vazão dentro dos adaptadores ou você irá quebrar os selos. Uma pequena quantidade de 
água será drenada para fora a cada vez que você mudar um medidor de vazão. Isto é normal 
 
 
Figure 7 - Desapertar o parafuso de Localização. 
Etapas: 
1. Desligue o fornecimento de água. 
2. Desconecte as mangueiras dos piezômetros. 
3. Desapertar o parafuso de localização (Figura 7). 
4. Segure firmemente o adaptador de entrada e deslize-o para trás, liberando o medidor de vazão ( 
Figura 8). 
5. Cuidadosamente deslize o medidor de vazão para fora do adaptador. 
6. Com o novo medidor de vazão a ser encaixado, adicione um pouco de água ou uma mancha de 
graxa de silicone em cada extremidade do medidor de vazão para que isto ajude a lubrificar os 
selos dos adaptadores. 
7. Cuidadosamente insira a extremidade de jusante do medidor de vazão dentro do adaptador. 
8. Cuidadosamente conecte a extremidade do tubo do medidor ao adaptadora montante. 
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9. Conecte o piezômetro 2 ao respectivo piezômetro da unidade básica bem como o piezômetro 3 
ao respectivo piezômetro da unidade básica. 
 
 
Figure 8 - Desconectando o adaptador. 
 
 Retirar o ar preso nos tubos e uso dos piezômetros 
 
 Cada vez que utilizar o equipamento, é necessário retirar o ar retido nos seus tubos ou as 
leituras irão conter erros. Para retirar o ar siga os seguintes passos: 
1. Depois de conectar o medidor de vazão, ligue apenas os piezômetros 1 e 4 e mantenha os 
demais piezômetros desconectados. 
2. Inicie o abastecimento de água e lentamente feche a válvula de controle para aumentar a 
pressão e forçar a água nos tubos do manômetros. 
3. Se necessário, pressione a válvula de ar no coletor de manômetro para deixar um pouco de ar 
sair. 
4. Aguarde todas as bolhas de ar deixarem os tubos. 
5. Conecte os manômetros 2 e 3 e verifique que não tenha ar nos tubos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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 Equações Úteis e Teoria 
 
 Inicialmente as folhas 12 e 13, não devem ser entregues deste jeito! Elas devem ser substituídas 
por outras folhas de próprio punho (a mão), ou seja, o aluno deve acrescentar as páginas anteriores as 
páginas a partir de 12 em diante folha A4. Todos os gráficos feitos, devem ser feito em papel 
milimetrado A4. 
 Nesta seção apresente todos os cálculos teóricos, e necessários para os cálculos das vazões 
utilizando os respectivos medidores de vazão, ou seja, para cada medidor apresente a expressão da 
vazão. Para toda a teoria, referencie todas as fontes utilizadas, e especifique claramente a simbologia 
utilizada para as grandezas. Para o cálculo do coeficiente de descarga (exceto Pitot), utilize a relação 
entre a vazão real (medidor acoplado ao tanque de suprimento) pela vazão ideal medida pelos 
medidores de vazão utilizados. Faça desenhos esquemático de cada medidor mostrando como se aplica 
a equação de Bernoulli e indicando claramente a equação final da vazão. 
 
 Procedimento experimental 
 
 Para cada par de queda de pressão através do medidor de vazão, preencher a tabela a seguir 
(Tabela 4) com os valores lidos e calculados. 
 
 *** Preenchimento da Tabela *** 
 
1. Criar uma tabela de resultados como mostra a Tabela 3. 
2. Certifique que o medidor de vazão esta devidamente montado. 
3. Purgar o ar dos tubos. 
4. Abra totalmente a válvula de controle de fluxo. 
5. É desejável obter uma vazão entre 35 e 45 litros por minuto (☺será verificado pelos dados a 
posteriores pelos vários cálculos, não se preocupe!). 
6. Para uso do tubo de Pitot, deve-se ajustá-lo de modo que a sua sonda fique perto da linha central do 
tubo (aproximadamente 10 mm , deveras!☺, acima do fundo da parede do tubo). 
7. Antes de fazer a leitura espere-as estabilizarem. 
8. Registre a vazão "real" de comparação e a diferença de nível entre os piezômetros 2 e 3. Também 
registre a queda,☺veremos, de pressão entre os piezômetros 1 e 4. 
9. Repita a experiência, no mínimo, para mais cinco vazões, dando um total de 6 pontos, já estarei feliz, 
mas se conseguirem 7 a 8 pontos melhor ainda ou não! poderá ser verificado. 
 
 
 
 
 
 
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Tabela 4 - Tabela de Leitura e Resultados. 
Medidor de Vazão - Venturi 
Vazão "real" ∆H (2 e 3) ∆P ∆H (1 e 4) Vazão pelo medidor 
(L/s) (mm) (Pa) (mm) (L/s) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tabela 5 - Tabela de Leitura e Resultados. 
Medidor de Vazão - Placa de orifício 
Vazão "real" ∆H (2 e 3) ∆P ∆H (1 e 4) Vazão pelo medidor 
(L/s) (mm) (Pa) (mm) (L/s) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tabela 6 - Tabela de Leitura e Resultados. 
Medidor de Vazão - Bocal 
Vazão "real" ∆H (2 e 3) ∆P ∆H (1 e 4) Vazão pelo medidor 
(L/s) (mm) (Pa) (mm) (L/s) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Tabela 7 - Tabela de Leitura e Resultados. 
Medidor de Vazão - Pitot 
Vazão "real" ∆H (2 e 3) ∆P ∆H (1 e 4) Vazão pelo medidor 
(L/s) (mm) (Pa) (mm) (L/s) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Análise dos Resultados 
 
 Represente as contas feitas para o preenchimento de uma linha, somente de uma linha, as 
demais contas não precisam ser mostradas, da tabela 4. 
 O que você acha que são as principais causas de erro nas diferentes vazões para os diferentes 
medidores? 
 Qual o tipo de líquidos e faixas de vazões que você acha que vai funcionar melhor para cada 
medidor de vazão? 
 Para cada medidor faça o gráfico da vazão em função da altura nos piezômetros 2 e 3*. 
 Para cada medidor de vazão escolher um resultado e representar as linhas de energias, as 
piezométricas e as de velocidade*. 
 
 Coeficiente de descarga (exceto tubo de Pitot) 
 
 Como o valor do coeficiente de descarga para cada medidor compará-lo com o valor da norma 
ISO. 
 
 Conclusões 
 
 De modo claro e sucinto expressar as conclusões da realização deste relatório.