Vasos de Pressão

1.         Sumário        

1.        Introdução        3

2.        Conceitos fundamentais        3

2.1 Unidades e Formas de medir pressão        4

3.        Tipos de medidores de pressão        5

3.1 Manômetros Padrão        5

3.2 Manômetros tipo “Coluna em U”        6

3.3 Manômetro tipo Peso Morto        7

3.4 Manômetro tipo Tubo Bourdon        7

3.5 Manômetro tipo Diafragma        8

3.6 Manômetros tipo Fole        8

3.7 Manômetros Inclinados        9

3.8 Micromanômetros        9

3.9 Barômetros        10

3.10 Transdutores de Pressão        10

3.11 LVDT        13

4.        Conclusão        13

5. Referências Bibliográficas        14

1. Introdução

 A pressão é uma grandeza que mensura a ação de uma ou mais forças sobre um determinado espaço, ou seja, é a razão entre a força (F) e a área (A) da superfície em questão, onde a força é aplicada. É possível determinar a pressão através de alguns instrumentos, entre eles o manômetro, o barômetro, o piezômetro e o vacuômetro.

Foi proposto em sala a elaboração de uma pesquisa que descrevesse os métodos e instrumentos que existem para medir pressão, com o objetivo de visualizar de maneira prática o conteúdo visto em sala de aula durante as aulas da disciplina de Mecânica dos Fluidos e associar as informações levantas com os conhecimentos adquiridos nas aulas, visando potencializar o entendimento dos alunos e aumentando.

1. Conceitos fundamentais

Para um fluído em repouso, define-se o escalar pressão p como sendo a razão do vetor força F exercida pelo fluido perpendicularmente a uma área orientada unitária A, tal que:

[pic 1]

A pressão é uma propriedade local do fluido, e para uma situação estática apresenta forte dependência da posição, apesar de não ser dependente da direção. A figura que segue mostra uma porção de um fluido na forma de uma cunha, de tamanho ∆x, ∆z e ∆s, e profundidade b, normal ao plano, em repouso.

[pic 2]

Figura 1 – Exemplificação da atuação da pressão em um fluido

Como mostra a relação (1), a pressão é dimensionalmente descrita em termos de massa M, comprimento L e tempo T.

2.1 Unidades e Formas de medir pressão

De forma resumida, pode-se apresentar o conceito de pressão das seguintes maneiras: [pic 3]

Em muitos casos necessita-se medir a pressão absoluta, obtida por um barômetro, mas os manômetros de pressão ou de vácuo tem como referência a pressão atmosférica local. A diferença entre a pressão absoluta e a pressão atmosférica local chama-se de pressão manométrica ou efetiva, e sua relação é vista na figura que segue. Pelo sistema internacional (SI), a unidade de pressão é o newton por metro quadrado N/m2, ou pascal Pa, tal que 1N/m2 = 1Pa. Com unidades derivadas do SI emprega-se o bar, sendo 1 bar = 105 Pa ou 0,1 Mpa

Alguns outros conceitos importantes e que podem ser fundamentais nos estudos sobre pressão e mecânica dos fluidos são:

1. Pressão atmosférica: é a pressão exercida pelo ar atmosférico;
2. Pressão manométrica: tem pressão atmosférica como referência. Ela pode assumir valores positivos (maiores que o da pressão atmosférica) e negativos, também chamado de vácuo. A maioria dos instrumentos industriais mede a pressão manométrica.
3. Pressão diferencial: é o resultado da diferença de duas pressões medidas. Em outras palavras, é a pressão medida em qualquer ponto, menos no ponto zero de referência da pressão atmosférica.

Entretanto, quando um fluido está em movimento outros tipos de pressão podem ser medidos:

1. Pressão estática: é a pressão transmitida pelo fluido nas paredes da tubulação ou do vaso. Ela não varia na direção perpendicular a tubulação, quando a vazão é laminar.
2. Pressão dinâmica: é a pressão devida à velocidade do fluido. Também chamada de pressão de impacto.
3. Pressão total: é obtida quando um fluido em movimento é desacelerado para a velocidade zero, em um processo sem atrito e sem compressão. Matematicamente, ela é igual a soma da pressão estática e da pressão dinâmica.

1. Tipos de medidores de pressão

Existem, no mercado, diversos tipos de medidores de pressão, produzidos conforme necessidade de uso e especificações do cliente e/ou laboratório.

Neste tópico, foram citados apenas alguns dos principais modelos utilizados atualmente em trabalhos e pesquisas, mas que exemplificam de maneira bastante clara os princípios de medição de pressão.

3.1 Manômetros Padrão

O manômetro padrão é um instrumento de alta precisão, é muito indicado para utilização em laboratórios de calibração e testes, oficinas de instrumentação, serviços de inspeção, monitoria de processos e outros.

Este instrumento é montado em uma bomba comparadora hidráulica ou pneumática e serve como padrão para o manômetro submetido à calibração.

[pic 4][pic 5]

Figura 2 – exemplificação do manômetro padrão

Devido ao fato de ser fabricado com componentes de boa qualidade, mecanismo com baixo nível de atrito entre as partes móveis dotado de ajuste de angularidade e linearidade, propiciam excelente repetibilidade e precisão, além de ótimos resultados na histerese. Possui faixa espelhada em sua escala, o que permite leituras precisas, reduzindo possíveis erros de paralaxe. As calibrações são realizadas por técnicos avaliados pelo INMETRO.