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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)

Pabs = P + Patm

P � Pressão efetiva ou manométrica ou piezométrica (medida através de manômetros ou piezômetros); Patm � 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).

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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.

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 = 10.000 kgf / m2 P = γγγγ . h ∴∴∴∴ h = P/γγγγ Água → h = 10 m.c.a. Mercúrio → h = 0,735 mHg

A ♦ γágua

h

Patm Patm Patm

PA = γágua . h

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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 “: B a) Tubo “U” PA = ?? Obs.: Pontos situados na mesma cota e na mesma porção fluida, estão submetidos à mesma pressão (para fluidos em repouso). RESOLVENDO: - 1ª Maneira: P1 = PA + γ1 . h1 P2 = PB + γ2 . h2 = 0 + γ2 . h2 Se P1 = P2 então, PA + γ1 . h1 = γ2 . h2 portanto, PA = γγγγ2 . h2 - γγγγ1 . h1

ou - 2ª Maneira (Percorrendo o manômetro): PA + γ1 . h1 - γ2 . h2 = 0 (P atm) => PA = γγγγ2 . h2 - γγγγ1 . h1

A • água

Patm

γ2 (Hg)

γ1 (água)

1 2

h1

h2

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b) Duplo “U” PA = ??

A ••••

γ1 água

Patm

h2

E D

x

h1

B C

γ1 água

γ2 mercúrio

G F

y (1) (2) (3)

P (1) ≠≠≠≠ P(2) ≠≠≠≠ P(3) PE = PD PF = PG PC = PB PE = γ2 . h2 + Patm PD = γ1 . y + PF � PF = PD - γ1 . y Considerando que PD = PE , portanto, PF = γ2 . h2 - γ1 . y PC = γ2 . h1 + PG Considerando que PF = PG , portanto, PC = γ2 . h1 + γ2 . h2 - γ1 . y PB = γ1 . (h1 + x) + PA Considerando que PC = PB, portanto, PA = γγγγ2 (h1 + h2) - γγγγ1 (x + h1 + y)

Ou, inicia-se em um ponto e percorre todo o manômetro (2ª maneira): PA + γ1 (x + h1) – (γ2 h1 )+ (γ1 y) - (γ2 h2 ) = 0 � PA + γ1 (x + h1 + y) - γ2 (h1 + h2) = 0 Portanto, PA = γγγγ2 (h1 + h2) - γγγγ1 (x + h1 + y)

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c) Manômetro Diferencial: É utilizado para medir a diferença de pressão entre dois pontos.

PA - PB = ????

Obs.: Vacuômetros são manômetros que medem pressões efetivas negativas

• A • B

C D

y x

h γ1

γ2

PA > PB PC = PD PC = PA + (γ1 x) PD = (γ2 h) + (γ1 y) + PB PA + (γ1 x) = (γ2 h) + (γ1 y) + PB portanto, PA - PB = ( γγγγ2 h ) + ( γγγγ1 y ) - ( γγγγ1 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.

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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;

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Faixa