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AULA 07/25 DE INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL
ASSUNTO: AULA 02/03 DE PRESSÃO
1 TIPOS DE PRESSÃO
1.1.1 Notação
As medições de pressão são geralmente
classificadas como pressão manométrica, pressão
absoluta ou pressão diferencial. Para evitar
confusão, é conveniente colocar o sufixo na
unidade, para cada tipo de medição: manométrica
(g), absoluta (a) ou diferencial (d).
Pressão medida
Pressão manométrica
Pressão Atmosférica
Vácuo ou pressão manométrica
negativa
Pressão medida
Pressão absoluta
Pressão atmosférica
Pressão absoluta
A pressão relativa pode ser indicada pela
letra “g” (g = ground) após a unidade.
psi = psig
kgf/cm2 = kgfg / cm2
mmHg = mmHgg
1.2 PRESSÃO DIFERENCIAL
A pressão diferencial é a diferença entre
duas pressões, exceto a pressão atmosférica. O
transmissor de pressão diferencial para a medição
de vazão e de nível é simultaneamente sensível e
robusto, pois deve ser capaz de detectar faixas de
pressão diferencial da ordem de centímetros de
coluna d'água e suportar pressão estática de até
400 kgf/cm².
∆P = P1 – P2
P2
Zero Absoluto
P1
Figura 1: Conceitos de tipos de pressão
OBS:
Vácuo é qualquer pressão
abaixo da pressão atmosférica.
1.1 PRESSÃO RELATIVA
É a pressão medida em relação a pressão
atmosférica, ou seja, o elemento sensor mede a
diferença entre a pressão desconhecida e a
pressão atmosférica local. Pode ser positiva ou
negativa em relação a atmosfera. Quando negativa
recebe o nome de vácuo parcial.
Outros nomes dado a pressão relativa são:
pressão manométrica e pressão efetiva.
P1
P1 = h × γ
1.3 PRESSÃO ABSOLUTA
A pressão absoluta é a pressão total,
incluindo a pressão atmosférica e referida ao zero
absoluto. Ela só pode assumir valores positivos.
Mesmo quando se necessita do valor da pressão
absoluta, usa-se o medidor de pressão
manométrica que é mais simples e barato,
bastando acrescentar o valor da pressão
atmosférica ao valor lido ou transmitido. Só se deve
usar o medidor com elemento sensor absoluto para
faixas próximas a pressão atmosférica; por
exemplo, abaixo de 100 kPa.
P1
Vácuo
absoluto
Figura 2: Pressão relativa positiva
P2
P1
P1 = h × γ
mercúrio
1.3.1 Notação
Figura 3: Pressão relativa negativa
Acrescenta-se a letra “a” ou o sufixo “abs”
após a unidade.
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1.3.2 Conversão
Para converter a pressão absoluta para
pressão relativa deve-se subtrair o valor da pressão
atmosférica.
24,7 psia
24,7 – 14,7=10psi
0
zero relativo
0
zero absoluto
1.4 CONVERSÃO DE UNIDADES
1kgf/cm² 14,22 psi
10MCA
735,6mmHg
2.1 MEDIDORES MECÊNICOS
2.1.1 Coluna Líquida
O sistema de balanço de pressão mais
simples é o manômetro ou indicador de pressão
com coluna líquida. O princípio de funcionamento é
simples a pressão criada pela coluna do líquido é
usada para balancear a pressão a ser medida. A
leitura da coluna líquida dá o valor da pressão
desconhecida medida. A pressão exercida num
ponto do líquido é igual à densidade do líquido
multiplicada pela altura da coluna de líquido acima
do ponto. O líquido mais usado no enchimento da
coluna é o mercúrio por ter alta densidade e,
portanto, exigir colunas pequenas.
0,981 BAR
10.000 mmH2O = 104 mmH2O
BAR 14,5 psi
1,02 kgf/cm²
750 mmHg
Figura 4: Tipos de coluna líquida
2.1.2 Diafragma
PSI 51,7 mmHg
1ATM 14,7 psi
1,033 kgf/cm²
760 mmHg
2 MEDIDORES DE PRESSÃO
O diafragma é flexível, liso ou com
corrugações concêntricas, feito de uma lâmina
metálica com dimensões exatas. As vezes, usamse dois diafragmas, soldados juntos pelas
extremidades, constituindo uma cápsula. Fazendose o vácuo destas cápsulas, consegue-se a
detecção da pressão absoluta.
São disponíveis comercialmente vários
elementos sensores de pressão. Os critérios de
escolha devem considerar os aspectos econômicos
e técnicos do processo.
A escolha do mecanismo básico de medição
da pressão depende da aplicação do sistema
indicação local, indicação remota, controle, alarme,
proteção. Existem elementos sensores que são
limitados quanto ao torque mecânico, ao
movimento, ao espaço e não podem ser usados em
sistemas que requerem transmissão remota.
Os sensores podem ser divididos em duas
grandes categorias mecânicos e eletrônicos.
− os sensores mecânicos sentem a variável
de processo e geram na saída uma força ou
um deslocamento mecânico;
− os sensores eletrônicos sentem a variável
de processo e geram na saída uma
milivoltagem ou alteram o valor de um
parâmetro passivo, como resistência
elétrica, capacidade, indutância.
Figura 5: Sensor de pressão diafragma
2.1.3 Fole
Os foles são tubos de paredes corrugadas
que por seu formato se forma no sentido de crescer
longitudinalmente quando a pressão interna é
maior que a externa.
Se a pressão interna diminui em relação à
externa então o fole retorna à condição de repouso
seja por ação de mola auxiliar ou pela elasticidade
do próprio material do fole.
Figura 6: Fole duplo
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2.1.4 Tubo de Bourdon
O tubo Bourdon é o mais comum e antigo
elemento sensor de pressão, que sofre deformação
elástica proporcional à pressão. Este elemento não
é adequado para baixas pressões, vácuo ou
medições compostas (pressões negativa e
positiva), porque o gradiente da mola do tubo
Bourdon é muito pequeno para medições de
pressões menores que 200 kPa (30 psig).
Os tubos Bourdon podem ser secos ou
cheios de algum líquido (e. g., glicerina).
O formato do tubo Bourdon é também
variável e dependente da faixa de pressão medida
tipo C, espiral, helicoidal e a hélice de quartzo
fundido.
Figura 7: Exemplos de formato do sensor tubo de bourdon
3 EXERCÍCIO
1. Conversão:
a) 23,4psig
mmHg
b) 502 mmHg abs
psi
c) –3,48psi
mmHg
d) 1,835 Kgf/cm²
psia
e) – 0,383 Kgf/cm²
psia
f) – 200 mmHg
mmhg abs
Resposta:
a) 450 mmHg; b) 4,99 psi; c) –179,9 mmHg (- 180 mmHg); d) 40,8
psia; e) 560 mmHg abs
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