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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)
b)
c)
d)
2)
Piezômetro Simples ou Tubo Piezométrico;
Tubo ou Manômetro em “U”;
Manômetro Diferencial;
Manômetro ou Tubo Inclinado.
Manômetro Metálico
a)
“Bourdon”;
b)
Digital (Eletrônico).
1
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.
Patm
Patm
Patm
h
A
♦
γágua
PA = γágua . h
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
Água → h = 10 m.c.a.
P=γ.h
∴
h = P/γγ
Mercúrio → h = 0,735 mHg
2
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 )
Patm
Exemplos de Tubos em “U “:
B
a) Tubo “U”
γ1 (água)
h2
A
•
água
h1
1
PA = ??
2
γ2 (Hg)
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
PA + γ1 . h1 = γ2 . h2
então,
portanto,
PA = γ2 . h2 - γ1 . h1
ou
- 2ª Maneira (Percorrendo o manômetro):
PA +
γ1 . h1 - γ2 . h2 = 0 (P atm)
=>
3
PA = γ2 . h2 - γ1 . h1
b) Duplo “U”
γ1
água
PA = ??
Patm
γ1
água
A
•
x
(1)
h1
G
F
(2)
(3)
y
D
B
h2
E
C
γ2
mercúrio
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 = γ2 (h1 + h2) - γ1 (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 = γ2 (h1 + h2) - γ1 (x + h1 + y)
4
c)
Manômetro Diferencial: É utilizado para medir a diferença de pressão entre dois
pontos.
PA - PB = ????
• A
•B
y
x
C
γ1
h
D
γ2
PA
PC
PC
PD
>
=
=
=
PB
PD
PA + (γ1 x)
(γ2 h) + (γ1 y) + PB
PA + (γ1 x) = (γ2 h) + (γ1 y) + PB
portanto,
PA - PB = ( γ2 h ) + ( γ1 y ) - ( γ1 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.
Obs.: Vacuômetros são manômetros que medem pressões efetivas negativas
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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;
- 0000
Faixa
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