Instrumentação industrial

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Pressão Atmosférica

Vácuo Absoluto Vácuo

2.1.5. Pressão Diferencial

É a diferença entre 2 pressões, sendo representada pelo símbolo ∆P (delta P).

Normalmente é utilizada para medir diferenciais de pressão de filtros, de bombas, vazão, nível, etc.

2.1.6. Pressão Estática

É o peso exercido por um líquido em repouso ou que esteja fluindo perpendicularmente à tomada de impulso por unidade de área exercida.

2.1.7. Pressão Dinâmica ou Cinética

É a pressão exercida por um fluído em movimento. É medida fazendo a tomada de impulso de tal forma que receba o impacto do fluxo.

2.2. MEDIÇÃO DE PRESSÃO 2.2.1. Unidades de Pressão

As unidades de pressão mais usadas são:

· quilograma-força por centímetro quadrado (Kgf/cm2); · atmosfera (atm);

· libras por polegada quadrada (psi);

· polegada de coluna de água ("ca);

· milímetro de coluna de água (mmH20);

· bar;

· Pascal (Pa).

Como existem muitas unidades de pressão, é necessário saber correspondência entre elas, pois nem sempre na indústria temos instrumentos padrões com todas as unidades, sendo necessário saber fazer a conversão. A tabela 2.1 apresenta as conversões entre várias unidades de pressão:

Tabela 2.1 – Fatores de conversão de unidades de pressão

2.2.2. Dispositivos para Medição de Pressão

O instrumento mais simples para se medir pressão é o manômetro e que pode ter vários elementos sensíveis. A figura 2.3 mostra alguns tipos de manômetros.

Para processosU Antivibrantes Industrial

Figura 2.3 – Tipos de manômetros Vamos, então, ao estudo de alguns tipos de elementos sensíveis.

2.2.3. Tipos de Elementos Sensíveis

Os elementos sensíveis usados são: o tubo de Bourdon, (pode-se apresentar nas seguintes formas: tipo C, espiral e helicoidal), membrana ou diafragma, fole, coluna de líquido e os com princípios elétricos.

O princípio de funcionamento de um dispositivo de medição, baseado neste elemento sensível, é bastante simples e idêntico a um brinquedo muito conhecido: a "língua de sogra", que pode ser vista na Figura 2.4. Quando soprada, a "língua de sogra" enche-se de ar e desenrola-se, por causa da pressão exercida pelo ar. No caso do manômetro, esse desenrolar gera um movimento que é transmitido ao ponteiro e que vai indicar a medida de pressão.

Figura 2.4 – Língua de Sogra

O tubo de Bourdon pode-se apresentar nas seguintes formas: tipo C, espiral e helicoidal, os quais podem ser observados na figura 2.5.

CEspiral Helicoidal

Figura 2.5 – Tipos de tubos de Bourdon

A figura 2.6 mostra os detalhes de um manômetro com Bourdon tipo “C”.

Figura 2.6 – Manômetro com Bourdon tipo “C”

2.2.3.2. Membrana ou Diafragma

É constituído por um disco de material elástico (metálico ou não), fixo pela borda. Uma haste fixa ao centro do disco está ligada a um mecanismo de indicação. Quando uma pressão é aplicada, a membrana se desloca, e esse deslocamento é proporcional à pressão aplicada.

A figura 2.7 ilustra alguns tipos de diafragma utilizados na fabricação de manômetros.

Figura 2.7 – Tipos de diafragmas O diafragma geralmente é ondulado ou corrugado para aumentar sua área efetiva.

É também muito empregado na medição de pressão. Ele é basicamente um cilindro metálico, corrugado ou sanfonado.

A figura 2.8 ilustra, esquematicamente, a medição de pressão com um tipo de fole.

Figura 2.8 – Tipo fole

Quando uma pressão é aplicada no interior do fole, provoca sua distensão, e, como ela tem que vencer a flexibilidade do material e a força de oposição da mola, o deslocamento é proporcional à pressão aplicada à parte interna.

2.2.3.4. Coluna de Líquido

Os instrumentos de medição de pressão do tipo coluna são utilizados na indústria como medidores locais. O mais comum constituísse de um tubo de vidro com seção transversal uniforme, dobrado em forma de “U”. O diâmetro interno não deve ser inferior a 8mm para que o efeito de capilaridade não introduza erros nas indicações obtidas. A coluna “U” é um instrumento simples e preciso. Pode ser usado para medição de pressão, vácuo ou pressão diferencial.

As colunas podem ser basicamente de três tipos: em forma de “U” (figura 2.9), coluna reta vertical (figura 2.10) e reta inclinada (figura 2.1).

Os líquidos mais utilizados nas colunas são: água (normalmente com um corante) e mercúrio.

Quando se aplica uma pressão na coluna, o líquido é deslocado, sendo que este deslocamento é proporcional à pressão aplicada.

Figura 2.9 – Manômetro de tubo em “U”

Quando o manômetro está separado da linha de fluído, os dois lados do manômetro estão com o nível de água no zero da escala. Isso acontece porque os dois lados do manômetro estão sujeitos à pressão atmosférica. Com um lado do manômetro ligado à tubulação de distribuição de fluído (para medir a pressão do fluído) e o outro lado ainda sujeito à pressão atmosférica local, a coluna de água será forçada para baixo no lado pressurizado e elevada no lado sob ação da atmosfera. A pressão do fluído na tubulação é medida pelo deslocamento total da coluna de água e seu valor é dado em milímetros de coluna de água (mmca).

O deslocamento total da coluna de água (DT) é dado pela soma da elevação (E) no lado atmosférico e do abaixamento (A) no lado pressurizado. O abaixamento (A) no lado pressurizado é igual à elevação (E) no lado atmosférico. Por isso, o deslocamento total (DT) pode ser medido multiplicando-se o abaixamento (A) ou a elevação (E) por 2. Isso pode ser escrito em uma fórmula simples para a leitura da pressão no manômetro:

DT = A + Eou DT = 2 x A ou DT = 2 x E

Figura 2.10 – Manômetro de coluna reta vertical

Figura 2.1 – Manômetro de tubo inclinado

Quando o produto usado tiver dr (densidade relativa) diferente de 1, a pressão será calculada pela seguinte expressão matemática.

DT = h ∆∆∆∆P = h . dr

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