Relatório de Fenômenos de Transporte

UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ

 

 

 

 

ERIC LARA FERRARI

31146

 

 

 

 

MEDIA DE PRESSÃO

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ITAJUBÁ

 

2015

 

ERIC LARA FERRARI

 

 

 

 

 

 

 

MEDIA DE PRESSÃO

 

 

 

 

Relatório apresentado à disciplina Fenômenos de Transporte – EME 313,

curso de Engenharia Ambiental

 

Professor Dr José Carlos Escobar Palácio  

 

 

ITAJUBÁ

 

 

2015

MEDIDA DE PRESSÃO

 

1. INTRODUÇÃO

1.1 PRESSÃO

A pressão (P) é definida como sendo a relação da força aplicada (F) em um ponto pela área (A) de aplicação da força (Eq. 1.1). A pressão num ponto de um fluido em repouso é igual em todas as direções. A unidade de pressão no sistema internacional é N/m² (Pa - Pascal), outras unidades comumente usadas são: bar, kgf/cm², kPa, MPa, mmH2O, mmHg. No sistema inglês tem-se o lb/in² ou PSI ainda muito utilizada.

        P=F/A         (1.1)

A pressão pode ser classificada em relativa ou absoluta. Sendo a pressão absoluta a medida em relação ao vácuo absoluto, tendo uma pressão igual a zero, tornando este tipo de medida independe da pressão atmosférica do local. Já a pressão relativa, também conhecida como pressão atmosférica é a pressão absoluta na superfície terrestre devida ao peso da atmosfera, sendo diretamente depende da altitude do local quanto mais alto, menor é a pressão atmosférica.

Deve ser mencionado as pressões manométrica, também conhecida como pressão efetiva, que consistem em uma pressão medida com relação à pressão da atmosfera. A diferença entre pressão manométrica e pressão absoluta é a pressão atmosférica pois adota o zero a pressão atmosférica local.

         

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Figura 1.1 – Representação gráfica das pressões relativas e absolutas (Munson, 2004).

A pressão atmosférica padrão é a medida ao nível do mar e tem valor de 101,3 kPa (abs.). A relação de pressão para diferentes unidades é mostrada a seguir:

1 atm = 760 mmHg

1 atm = 101325 Pa (N/m²) = 14,696 lbf/in²

1 bar = 105 Pa = 0,1 MPa

1 Pa = 10-5 bar = 145,037 x 10-6 psi.

1.2 Tipo de medidores de pressão

Os equipamentos que podem ser usados para medir a pressão atmosférica, os quais são classificados em medidores por coluna líquida (dispositivo piezométrico; Manômetro em U; Manômetros inclinados), medidores por elementos elásticos (tipo Bourdon; diafragma, fole e cápsula) e medidores especiais.

O medidor de pressão manométrica mais simples é o tubo piezométrico, ou piezômetro, que se trata de um tubo transparente reto onde a pressão é medida através da coluna de fluido, tem utilização bastante restrita apesar de ser muito simples e preciso. A utilização desse dispositivo só é possível se o fluido no recipiente for um líquido.

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Figura 1.2 – Tubo piezométrico (Munson, 2004)

O tubo em “U” é um dos medidores para baixa pressão e são utilizados também para medir pressão diferencial, sendo constituída por um tubo de material transparente (geralmente vidro) recurvado em forma de U e fixado sobre uma escala graduada. Existem 3 tipos. No primeiro tipo, 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 segundo tipo 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 terceiro tipo 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.

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Figura 1.3 – Manômetro tipo tubo em U (Munson, 2004).

Os manômetros de tubo em U são utilizados também para medir pressão diferencial, como, por exemplo, em medidores de vazão tipo placa de orifício.

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Figura 1.4 – Manômetro tipo tubo em U medindo pressão diferencial (Munson, 2004).

Os manômetros de tubo inclinado são utilizados para medir pequenas variações de pressões:

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Figura 1.5 – Manômetro tipo tubo inclinado (Munson, 2004).

Os manômetros do tipo coluna de líquidos não são indicados para leituras de pressões muito altas, mesmo utilizando fluidos manométricos como o mercúrio. Foram, então, desenvolvidos os manômetros mecânicos com elementos elásticos como o tubo de Bourdon o qual pode ter diferentes configurações como mostra Figura 1.6 e podem fazer leituras de valores maiores de pressão em comparação aos de coluna de líquido. O tubo de Bourdon é um tubo oval que tende a ficar circular com a aplicação de uma pressão interna. Este tubo pode ser curvado em várias formas constituindo o elemento sensor de diversos medidores, sendo possível ser encontrados nas configurações de C, helicoidal, espiral e torcida. O medidor de tubo helicoidal que possui a uma vantagem principal sobre a configuração C, ele pode indicar o maior movimento sem o uso de engrenagens.