Ensaios De Manometria

Introdução a Manometria

Manometria é o estudo dos menômetros, diretamente ligado à pressão.

As pressões são grandezas físicas muito importantes no trabalho com fluidos. No século XVII Torricelli executou sua conhecida experiência ao nível do mar, quando, ao emborcar uma proveta cheia de mercúrio em uma cuba, o líquido fluiu da proveta para a cuba permanecendo apenas uma coluna de 762 milímetros de altura.

A conclusão lógica era de que o ar atmosférico tinha peso, por conseguinte, exercia pressão. Esta pressão, medida ao nível do mar, correspondia a uma coluna de mercúrio de 762 mm de altura. Este valor de pressão foi chamado de "1 atmosfera Física (1atm)".

A pressão atmosférica é medida por barômetros ou por barógrafos, que são barômetros registradores. A pressão atmosférica varia com a altitude; para cada 100 metros de elevação de altitude ocorre um decréscimo na pressão

atmosférica de 0,012 atm (ou 0,12 mca);

Já o Manômetro, são instrumentos utilizados para medir fluidos contidos em recipientes ou locais fechados indicando o valor da pressão. Se dividindo em manômetros líquidos e Elásticos.

Para simplificar vamos detalhar os tipos de manômetros, do tipo Líquido e Elástico, respectivamente:

Manômetros Líquidos

a) Em U

Dispositivo para medir pressão que consiste de um tubo em formato de "U" com certa quantidade de líquido dentro dele (líquido motor), provido de uma escala milimétrica. O líquido pode ser água, mercúrio, etc. Um dos extremos do tubo é ligado à instalação e o outro fica aberto para a atmosfera.

A pressão exercida no líquido faz com que a extremidades pressionada desça, causando um desnível. Conhecendo-se o peso específico e o desnível do líquido de referência, pode-se determinar a pressão na instalação. A figura 1 mostra 3 tipos básicos:

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Figura 1 - Manômetro tipo U

No tipo (a), o zero da escala está no mesmo plano horizontal que a superfície do líquido quando as pressões P1 e P2 são iguais. Neste caso, a superfície do líquido desce no lado de alta pressão e, consequentemente sobe no lado de baixa pressão. A leitura se faz, somando a quantidade deslocada a partir do zero nos lados de alta e baixa pressão.

No tipo (b), o ajuste de zero é feito em relação ao lado de alta pressão. Neste tipo há necessidade de se ajustar a escala a cada mudança de pressão.

No tipo (c) a leitura é feita a partir do ponto mínimo da superfície do líquido no lado de alta pressão, subtraída do ponto máximo do lado de baixa pressão. A leitura pode ser feita simplesmente medindo o deslocamento do lado de baixa pressão a partir do mesmo nível do lado de alta pressão, tomando como referência o zero da escala.

b) Coluna Reta

O emprego deste manômetro é idêntico ao do tubo em “U”. Nesse manômetro as áreas dos ramos da coluna são diferentes, sendo a pressão maior aplicada normalmente no lado da maior área. Essa pressão, aplicada no ramo de área maior provoca um pequeno deslocamento do líquido na mesma, fazendo com que o deslocamento no outro ramo seja bem maior, face o volume deslocado ser o mesmo e sua área bem menor.

Figura 2 - Manômetro tipo coluna reta

c) Coluna Inclinada ou Inclinômetro

Este Manômetro é utilizado para medir baixas pressões na ordem de 50 mmH2O. Sua construção é feita inclinando um tubo reto de pequeno diâmetro, de modo a medir com boa precisão pressões em função do deslocamento do líquido dentro do tubo. A vantagem adicional é a de expandir a escala de leitura o que é muitas vezes conveniente para medições de pequenas pressões com boa precisão (± 0,02 mmH2O).

Figura 3 Manômetro tipo coluna inclinada

d) Diferencial

Este tipo construtivo, é adequado para medir a diferença de pressão entre dois pontos quaisquer do processo. É composto de dois tubos de Bourdon dispostos em oposição e interligados por articulações mecânicas.

Figura 4 Manômetro diferencial

Manômetros Elásticos “Bourdon”

O Elemento Elástico ao receber a pressão a ser medida, faz com que este se desloque, acionando um mecanismo com um ponteiro para indicação da pressão a ser medida. A medida da pressão é relativa uma vez que o exterior do tubo está sujeito à pressão atmosférica.

O Tipo Helicoidal é mais usado para medição de pressões maiores. O Tipo Espiral, para pressões menores. Como mostra as figuras a seguir:

a) Tipo C

b) Tipo espiral

c) Tipo hélice “helicoidal”

Os materiais que constituem o tubo podem ser um metal ou uma liga metálica desde que permitam a elasticidade deste. De seguida apresenta-se uma tabela com alguns dos materiais que normalmente são usados bem como as suas aplicações.

Podemos ainda destacar outros tipos menos usados como o tipo Fole, tipo Capsula e o tipo Diafragma.

Teorema de Stevin

O teorema de Stevin também é conhecido por teorema fundamental da hidrostática. Sua definição é de grande importância para a determinação da pressão atuante em qualquer ponto de uma coluna de líquido. O teorema de Stevin diz que “A diferença de pressão entre dois pontos de um fluido em repouso é igual ao produto do peso específico do fluido pela diferença de cota entre os dois pontos avaliados”, matematicamente essa relação pode ser escrita do seguinte modo:

P2 – P1 = μ*g*h

Figura 5 Teorema de Stevin

O teorema de Stevin permite a determinação da pressão atuante em qualquer ponto de um fluido em repouso e que a diferença de cotas ∆h é dada pela