Capítulo 2 Estática dos Fluidos

Transcrição

1 Caítulo Estática dos Fluidos ME4310 5/0 e 04/03/010

2 INICIAMS A SLUÇÃ D PRBLEMA ENUMERAND AS SUPERFÍCIES DE SEPARAÇÃ DS FLUIDS, JÁ QUE ISS FACILITARÁ A APLICAÇÃ D TEREMA DE STEVIN

3 Solução do segundo roblema? ) a F Pelo teorema de Stevin e lembrando que: r a a a 3 3 r m N kpa m N efetiva : Escala kpa m N ,5 F F 4 F 4 a

4 Solução do segundo roblema (cont) b) N Considerando g m , F F abs abs F abs F atm local 6000 Pa 60, kpa 3 c) x 4 13,99 m 5 x 450 0, G A x G D

5 Imortante observar que oderíamos ter resolvido o exercício ela equação manométrica! QUE VEM A SER EQUAÇÃ MANMÉTRICA?

6 É a equação que alicada nos manômetros de coluna de líquidos, resulta em uma diferença de ressão entre dois ontos fluidos, ou na ressão de um onto fluido. Ela é válida quando o sistema considerado estiver em reouso. PR FAVR, FALE UM PUC MAIS SBRE S MANÔMETRS DE CLUNA.

7 Um dos manômetro de coluna mais usado é o manômetro diferencial de tubo em forma de U. Com o Manômetro de tubo em U odemos fazer três tios de medição tais como: 1. Medição de Pressão Positiva: maior do que a ressão atmosférica.. Medição de Pressão Negativa ou de Vácuo: menor do que a ressão atmosférica. 3. Medição de Pressão Diferencial: igual à diferença entre duas ressões alicadas simultaneamente

8 Considerando o esquema reresentado ela figura abaixo, alicamos a equação manométrica ara a determinação da diferença de ressão 1 -.

9 Através de uma regra rática, onde se adota um dos dois ontos fluidos como referência e escreve-se a ressão que age no mesmo, a esta ressão somam-se as colunas descendentes (+h) e subtraem-se as colunas ascendentes (-h), igualando-se a exressão assim obtida à ressão que atua no outro onto fluido (aquele não escolhido como referência). m 1 m 1 h h h

10 IMPRTANTE NTAR QUE S GASES EM INSTRUMENTAÇÕES APRESENTAM A SUA PRESSÃ CNSTANTE, JÁ QUE PRDUT D SEU PES ESPECÍFIC PELA DIFERENÇA DE CTA SERIA DESPREZÍVEL.

11 Na determinação da ressão do gás tanto ode-se recorrer ao teorema de Stevin, com a equação manométrica. A A' gás gás atm atm A' Escalaefetiva Escalaabsoluta h gás h gás abs h atm h

12 UTRS EXEMPLS DE MANÔMETRS DIFERENCIAIS MANÔMETRS DE TUB RET CM RESERVATÓRI 1. A Pressão Maior deverá ser semre ligada à conexão do reservatório;. A Pressão Menor a ser medida deve ser semre ligada ao cabeçote suerior; 3. Quando da medição de Pressão Diferencial, a Pressão Maior a ser medida deve ser ligada à conexão do reservatório. Portanto, em qualquer tio de medição, a fonte de ressão deverá ser ligada de tal maneira que rovoque o levantamento do fluído manométrico no tubo indicador. A ressão real segue os mesmos rincíios anteriormente descritos e é medida ela diferença entre as suerfícies do fluído manométrico.

13 MANÔMETR DE TUB INCLINAD CM RESERVATÓRI Quando a necessidade de se fazer medições de baixa ressão, ou de diferencial de ressão muito baixo torna-se uma questão fundamental, deve-se usar o manômetro de tubo inclinado com reservatório.

14 Equação manométrica de (0) a (F) r 1,5 F atm local ,5 F Escala efetiva : 0 16,5 F F Pa 165 kpa

15 Equação manométrica de (0) a (5) 0 5 atm local Escala efetiva 1 e r x 110 G A ,7979 x x N 100 m x : 5 G A 13,99 m

16 Manômetro metálico tio Bourdon ext int

17 m = ressão manométrica m = int - ext m

18 SÓ ESCALA PSITIVA = MANÔMETR SÓ ESCALA NEGATIVA = VACUÔMETR AS DUAS ESCALAS = MANVACUÔMETR UTRAS INFRMAÇÕES

19 De acordo com a faixa de ressão a ser medida e a comatibilidade com o fluido é que determinamos o tio de material a ser utilizado na confecção de Bourdon. A tabela a seguir indica os materiais mais utilizados na confecção do tubo de Bourdon.

20 MATERIAL CMPSIÇÃ CEFICIENTE DE ELASTICIDADE FAIXA DE UTILIZAÇÃ Bronze Cu 60 ~ 71 e Zn 1.1 x 10 8 kgf/cm² ~ 50 kgf/cm² Alumibras Cu 76, Zn, Al1 1.1 x 10 4 kgf/cm² ~ 50 kgf/cm² Aço Inox Ni 10 ~ 14, Cr 16 ~ 18 e Fe 1.8 x 10 4 kgf/cm² ~ 700 kgf/cm² Bronze Fosforoso Cu 9, Sn 8, P x 10 4 kgf/cm² ~ 50 kgf/cm² Cobre berílio Be 1 ~, Co 0,35 e Cu 1.3 x 10 4 kgf/cm² ~ 700 kgf/cm² Liga de Aço Cr 0.9 ~ 1., Mo 0.15 ~ 30 e Fe.1 x 10 4 kgf/cm² ~ 700 kgf/cm² Com exceção dos manômetros utilizados como adrão, a ressão normal medida deve estar comreendida na faixa de 0 a 75% da escala do manômetro.

21 Manômetro de ressão diferencial Este tio construtivo, é adequado ara medir a diferença de ressão entre dois ontos quaisquer do rocesso. É comosto de dois tubos de Bourdon disostos em oosição e interligados or articulações mecânicas. A ressão indicada é resultante da diferença de ressão alicada em cada Bourdon. Por utilizar tubo de Bourdon, sua faixa de utilização é de aroximadamente kgf/cm² a 150 kgf/cm². Sua alicação se dá geralmente em medição de nível, vazão e erda de carga em filtros.

22 Em rocessos industriais que maniulam fluidos corrosivos, viscosos, tóxicos, sujeitos à alta temeratura e/ou radioativos, a medição de ressão com manômetro tio elástico se torna imraticável ois o Bourdon não é adequado ara essa alicação, seja em função dos efeitos da deformação roveniente da temeratura, seja ela dificuldade de escoamento de fluidos viscosos ou seja elo ataque químico de fluidos corrosivos. Nesse caso, a solução é recorrer a utilização de algum tio de isolação ara imedir o contato direto do fluido do rocesso com o Bourdon. Existem basicamente dois tios de isolação, (que tecnicamente é chamado de selagem), utilizada. Um com selagem líquida, utilizando um fluido líquido inerte em contato com o Bourdon e que não se mistura com o fluido do rocesso. Nesse caso é usado um ote de selagem conforme figura 19. utro, também com selagem líquida orém utilizando um diafragma como selo. fluido de selagem mais utilizado nesse caso é a glicerina, or ser inerte a quase todos os fluidos. Este método é o mais utilizado e já é fornecido elos fabricantes quando solicitados, um exemlo desse tio é mostrado na figura do róximo slide.

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25 Terceiro roblema

26 K s m 44, R d) 810,6 g 0,8106 kg , m T Rg m V c) 4659 Pa Pa Pa 9864 Pa ,3 0, mmg b) 66650Pa ,3 0,5 0,5 (1) em () De () (1) 0,5 a) gás ar ar ar ar gás gás mg 3 atm 3 g ma gás ar ma g gás ar abs local

27 Quarto roblema QUE VEM A SER VACUÔMETR SISTEMA JUM (BENNERT)? CM FUNCINA?