Calibração de sondas do tipo Irwin em condições de gradiente de pressão nulo

Abstract

O principal objetivo deste trabalho é a calibração de sondas do tipo Irwin (1980) quando utilizadas em condições de gradiente pressão nulo. De modo a atingir este objetivo, foram realizados ensaios laboratoriais utilizando uma conduta de secção transversal rectangular, com cinco metros de comprimento, acoplada a um ventilador radial, onde foram colocadas sondas de pressão estática e as sondas de tensão parietal. Esta conduta tem como particularidade um tecto móvel que permite configurar diversas relações largura- altura (L:H). Testaram-se diversos caudais de ar, variando a área de obstrução do ventilador. Registou-se a distribuição de pressão ao longo da conduta de modo a identificar a zona de escoamento desenvolvido, local onde são colocadas as sondas para calibração. Com base na queda de pressão, pode-se então determinar o fator de atrito e correspondente tensão parietal. De modo a poder relacionar o escoamento no interior de uma conduta rectangular com o escoamento no interior de condutas circular, foi utilizado um parâmetro característico chamado de diâmetro hidráulico, por forma a comparar os resultados de conduta rectangular com valores de condutas circulares. Utilizando como referência os valores de pressão, medidos nas tomadas de pressão estática, fez-se o cálculo da tensão parietal, e foram então calibradas as sondas para medição de tensão parietal relacionando a diferença de pressão, em cada sonda, com os valores de tensão parietal calculados. Os maiores desvios, em relação à tensão parietal medida, foram observados para os caudais mais baixos.

The main objective of this work is to calibrate type Irwin probes (1980) when used in zero gradient conditions. In order to achieve this objective laboratory tests were carried out using a rectangular cross section duct with five meters long, coupled to a radial fan, where were placed static pressure probes and wall shear stress probes. This duct has the particularity of a mobile roof that allows to configure various relations length-height (L: H). Several airflows rates were tested, by varying the fan blockage area. The pressure distribution along the duct was measured to identify the area of developed flow, where the probes are placed for calibration. Based on the pressure drop, were determined the corresponding friction factor and wall shear stress. In order to relate the flow within a rectangular duct with the flow inside circular ducts, a parameter called hydraulic diameter was used in order to compare the results of rectangular duct with circular ducts values. Using as reference pressure values measured in static pressure taps, the wall shear stress was calculated, and then were calibrated probes for wall shear stress measurement relating the pressure difference in each probe, to the wall shear stress values calculated. The largest deviation in relation to the measured wall shear stress has been observed to lower flowrates.