AULA PRÁTICA 4 MANOMETRIA

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1 !" AULA PRÁTICA 4 MANOMETRIA I - INTRODUÇÃO Manometria: Refere-se ao estudo dos manômetros. Manômetros: São instrumentos (dispositivos) utilizados na medição da Pressão Efetiva (pressão devida a uma coluna líquida) P abs = P + P atm P Pressão efetiva ou manométrica ou piezométrica (medida através de manômetros ou piezômetros); P atm Pressão atmosférica local (medida através de barômetros, de mercúrio ou aneróide). II - CLASSIFICAÇÃO DOS MANÔMETROS 1) Manômetro de Coluna Líquida a) Piezômetro Simples ou Tubo Piezométrico; b) Tubo ou Manômetro em U ; c) Manômetro Diferencial; d) Manômetro ou Tubo Inclinado. 2) Manômetro Metálico a) Bourdon ; b) Digital (Eletrônico). 1

2 a) Piezômetro ou Tubo Piezométrico - É o dispositivo mais simples para a medição de pressão; - Consiste na inserção de um tubo transparente no recipiente (tubulação) onde se quer medir a pressão; - O líquido subirá no Tubo Piezométrico a uma altura h, correspondente à pressão interna; - Devem ser utilizados Tubos Piezométricos com diâmetro superior a 1cm para evitar o fenômeno da capilaridade; - Não serve para a medição de grandes pressões ou para gases. P atm Patm P atm h A γ água P A = γ água. h b) Tubo em U - Utilizado para medir pressões muito pequenas ou pressões muito grandes; - Utiliza-se um líquido indicador ou líquido manométrico com a finalidade de aumentar ou diminuir o comprimento da coluna líquida. Pressão muito pequena: Densidade ( δ ) do líquido manométrico densidade ( δ ) do líquido do recipiente Líquidos manométricos: Água (δ = 1,0), Tetracloreto de carbono ( δ = 1,6) Exemplo: P = kgf / m 2 P = γ. h h = P/γ Água h = 10 m.c.a. Mercúrio h = 0,735 mhg 2

3 Pressão muito grande: Densidade do líquido manométrico > densidade do líquido do recipiente Líquido manométrico: Mercúrio ( δ = 13,6) Líquido do recipiente: Água ( δ = 1,0 ) Exemplos de Tubos em U : P atm a) Tubo U γ 1 (água) B P A =?? A água 1 h 1 2 h 2 γ 2 (Hg) Obs.: Pontos situados na mesma cota e na mesma porção fluida, estão submetidos à mesma pressão (para fluidos em repouso). RESOLVENDO: - 1ª Maneira: P 1 = P A + γ 1. h 1 P 2 = P B + γ 2. h 2 = 0 + γ 2. h 2 Se P 1 = P 2 então, P A + γ 1. h 1 = γ 2. h 2 portanto, P A = γ 2. h 2 - γ 1. h 1 ou - 2ª Maneira (Percorrendo o manômetro): P A + γ 1. h 1 - γ 2. h 2 = 0 (P atm) => P A = γ 2. h 2 - γ 1. h 1 3

4 b) Duplo U P A =?? γ 1 água P atm A γ 1 água x G F (1) (2) (3) h 1 y h 2 D E B C γ 2 mercúrio P (1) P(2) P(3) PE = PD PF = PG PC = PB PE = γ 2. h 2 + P atm PD = γ 1. y + PF PF = PD - γ 1. y Considerando que PD = PE, portanto, PF = γ 2. h 2 - γ 1. y PC = γ 2. h 1 + PG Considerando que PF = PG, portanto, PC = γ 2. h 1 + γ 2. h 2 - γ 1. y PB = γ 1. (h 1 + x) + PA Considerando que PC = PB, portanto, PA = γ 2 (h 1 + h 2 ) - γ 1 (x + h 1 + y) Ou, inicia-se em um ponto e percorre todo o manômetro (2ª maneira): PA + γ 1 (x + h 1 ) (γ 2 h 1 )+ (γ 1 y) - (γ 2 h 2 ) = 0 PA + γ 1 (x + h 1 + y) - γ 2 (h 1 + h 2 ) = 0 Portanto, PA = γ 2 (h 1 + h 2 ) - γ 1 (x + h 1 + y) 4

5 c) Manômetro Diferencial: É utilizado para medir a diferença de pressão entre dois pontos. P A - P B =???? x A C γ 1 h B D y γ 2 PA > PB PC = PD PC = PA + (γ 1 x) PD = (γ 2 h) + (γ 1 y) + PB PA + (γ 1 x) = (γ 2 h) + (γ 1 y) + PB portanto, PA - PB = ( γ 2 h ) + ( γ 1 y ) - ( γ 1 x ) MANÔMETRO METÁLICO DE BOURDON - São utilizados em estações de bombeamento, indústrias, etc.; - Funcionamento: Em seu interior existe uma tubulação recurvada que, sob o efeito da pressão tende a se alinhar, fazendo assim a movimentação de um ponteiro sobre uma escala graduada; - Sujeitos a deformações permanentes, por isso de baixa precisão. Obs.: Vacuômetros são manômetros que medem pressões efetivas negativas 5

6 MANÔMETRO ELETRÔNICO ( DIGITAL ) - Não possui peças móveis, portanto mais resistente a vibrações; - Substitui tanto os manômetros convencionais como os vacuômetros - É alimentado por baterias de 9 V, com duração de até um ano; - É um manômetro mais caro, porém bem mais preciso; Faixa 6