Conceitos basicos de Instrumentação e controle de processos - SENAI - MG

Conceitos basicos de Instrumentação e controle de processos - SENAI - MG

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Conceitos Básicos em Instrumentação e Controle SENAI - CETEL

1. VARIÁVEIS FÍSICAS

1.1 CONCEITO E FINALIDADES

Nos últimos tempos, a necessidade do aumento de produção para atender a sempre crescente demanda e o baixo custo, a criação e fabricação de novos produtos, propiciou o aparecimento de um número cada vez maior de indústrias. Estas indústrias só puderam surgir devido ao Controle Automático de Processos Industriais, sem o qual a produção não seria de boa qualidade e mesmo alguns produtos não poderiam ser fabricados.

O Controle Automático dos Processos Industriais é cada vez mais empregado por aumentar a produtividade, baixar os custos, eliminar erros que seriam provocados pelo elemento humano e manter automática e continuamente o balanço energético de um processo.

Para poder controlar automaticamente um processo precisamos saber como está ele se comportando para poder corrigi-lo, fornecendo ou retirando dele alguma forma de energia, como por exemplo: pressão ou calor. Essa atividade de medir e comparar grandezas é feita por equipamentos ou instrumentos que veremos a seguir.

Instrumentação: é a arte e a ciência que projeta, constrói, instala, opera e mantêm os instrumentos.

Instrumentos: medem variáveis de processo. Em instrumentação, quando dizemos "medir" geralmente queremos dizer indicar, registrar, totalizar ou controlar. Medida é o tipo mais comum de controle. Os instrumentos de controle industrial, trabalham só ou em combinação para sentir e controlar o trabalho das variáveis do processo. Os mostradores são os indicadores e registradores.

Variáveis de Processos: são fenômenos físicos que chamamos simplesmente variáveis, por exemplo: vazão, temperatura, pressão, nível, densidade, etc. Cada sistema de Instrumentos pode ser compreendido em termos do que ele faz, por exemplo: indicar temperatura ou totalizar vazão ou registrar pressão, ou controlar nível. Cada uma dessas questões é a base da descrição de sistema de instrumentos.

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Processo: operação ou série de operações no qual o valor de uma quantidade ou condição é controlada. Inclui todas variáveis das funções que, direta ou indiretamente, afetam o valor da Variável Controlada.

1.2 DEFINIÇÃO DAS UNIDADES

O Sistema Internacional de Unidades, abreviação SI, é o sistema desenvolvido na conferência geral de pesos e medidas e é adotado em quase todas as nações industrializadas do mundo.

METRO: é o comprimento igual a 1.650.763,73 comprimentos de onda no vácuo de radiação, correspondente à transição entre os níveis 2p10 e 5d5 do átomo de Criptônio - 86. SEGUNDO: é a duração de 9.192.631.770 períodos de radiação, correspondente à transição entre os dois níveis hiperfinos do estado fundamental do átomo de Césio -133. QUILOGRAMA: é a unidade de massa. NEWTON: é a força que dá a um corpo de quilograma de massa, a aceleração de um metro por segundo ao quadrado. WATT: é a potência que dá origem à produção de energia na taxa de um joule por segundo. JOULE: é o trabalho realizado quando o ponto de aplicação de uma força igual a um Newton desloca-se de um metro na direção da força.

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1.2.1 RELAÇÕES IMPORTANTES

Área A= b.h (retângulo)

4 (círculo)

A= L2

Volume

V= π.r2.h (cilindro V=A.h) V= a3 (cubo)

V= a.b.cV=

π (esfera)

1.2.2 SISTEMA DE UNIDADE

É todo conjunto de unidades das grandezas que intervém no setor de ciência considerado. Existem sistemas de unidades mecânicas, termo lógicas, ópticas, elétricas, etc.

Cada grandeza física liga-se a outras mediante uma definição ou uma Lei, (exemplo: sistemas CGS, MKS e FPS são base de comprimento, massa e tempo. Sistema MK*S são base de comprimento, força e tempo).

MKS(metro,kilograma,segundo) Sistema internacional

massa:quilograma (kg)
tempo:segundo (s)
Velocidade:m/s
aceleração:m/s2

-Unidades fundamentais comprimento: metro (m) -Unidades derivadas gravidade normal: 9,81 m/s2

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força:kg.m/s2
trabalho:N.m (Joule)
potência:J/s (Watt)
pressão:N/m2 (Pascal)

MTS (metro, tonelada, segundo)

comprimento:metro (m)
massa:tonelada (t)
tempo:segundo (s)

-Unidades fundamentais

força:t.m/s2 (Steno: sth)
trabalho:sth.m (kilojoule)
potência:kj/s (kilowatt)
pressão:sth/m2 (Piezo)

-Unidades derivadas velocidade, aceleração e gravidade normal são iguais ao sistema MKS.

FPS (Foot, Pound, second)

comprimento:pé (foot)
massa:libra (pound)
tempo:segundo (second)

-Unidades fundamentais

velocidade:pé/s (ft/s)
aceleração:pé/s2
gravidade:32,17 pé/s2
força:lb.pé/s2 (pdl)
trabalho:pdl.pé
potência:pdl.pé/s

-Unidades derivadas pressão: pdl/pé2

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CGS(centímetro, grama, segundo)

comprimento:centímetro (cm)
massa:grama (g)
tempo:segundo (s)

-Unidades fundamentais

Velocidade:cm/s
aceleração:cm/s2
força:g.cm/s2 (dina)
trabalho:dina.cm (erg)
potência:erg/s
pressão:dina/cm2

-Unidades derivadas gravidade normal: 981 cm/s2

2. HIDROSTÁTICA 2.1 DEFINIÇÕES

A hidrostática estuda as propriedades dos líquidos em repouso. A hidrodinâmica estuda os fluidos em movimento. Fluído é uma substância que se pode escoar e, assim o termo inclui líquidos e gazes que se diferenciam profundamente quanto à compressibilidade: um gás é facilmente comprimido, enquanto o líquido, praticamente incompressível. Portanto, as principais características dos líquidos são:

a) não possuem forma própria; b) são incompressíveis.

Massa específica

Massa específica é a massa de fluído contida numa unidade de volume do mesmo.

Conceitos Básicos em Instrumentação e Controle SENAI - CETEL ρ = m

As unidades principais da massa específica são: - CGS: g/cm3

- MKS: kg/m3

Peso específico Peso específico de um líquido é o peso da unidade de volume desse líquido.

= γonde mgP=

As unidades principais do peso específico são: - CGS: dina/cm3

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