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Jadson Rezende
MEDIÇÃO DE PRESSÃO
- A medição e o controle da pressão servem para atender algum ou
vários dos seguintes objetivos:
. a proteção de equipamento,
. a proteção de pessoal,
. a proteção ambiental,
. a medição de outra variável, por inferência,
. o controle do processo, para a obtenção do produto dentro
das especificações exigidas.
- Pressão é uma das mais importantes variáveis medidas em controle
de processos, pois medidas de vazão, nível e densidade podem ser
feitas utilizando-se esse princípio.
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INSTRUMENTAÇÃO - PRESSÃO
CONCEITO DE PRESSÃO
A
F P =
UNIDADES DE PRESSÃO
- Pode ser definida como sendo a relação entre uma força aplicada perpendicularmente (90º) à uma área e é expressa pela seguinte equação:
- A unidade de força no Sistema Internacional é o Newton (N), a unidade de área é o m^2 e a unidade de pressão é o Pascal (Pa). Assim, 1 Pascal equivale à força de 1N aplicada sobre uma superfície com área de 1 metro quadrado.
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- A pressão possui vários tipos de unidade. Os sistemas de unidade
MKS, CGS, gravitacional e unidade do sistema de coluna de líquido
são utilizados tendo como referência a pressão atmosférica e são
escolhidas, dependendo da área de utilização, tipos de medida de
pressão, faixa de medição, etc.
- Em geral são utilizados para medição de pressão, as unidades Pa,
N/m², kgf/cm², mmHg, mH 2 O, lbf/pol^2 , Atm e bar.
- A seleção da unidade é livre, mas geralmente deve-se escolher uma
grandeza para que o valor medido possa estar na faixa de 0,1 a 1000.
Assim, as sete unidades anteriormente mencionadas, além dos casos
especiais, são necessárias e suficiente para cobrir as faixas de
pressão utilizadas no campo da instrumentação industrial.
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INSTRUMENTAÇÃO - PRESSÃO
TABELA DE CONVERSÃO DE UNIDADES
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Medição por coluna líquida
O peso no fundo de uma coluna líquida aberta é função da massa (m) do líquido e
da gravidade local (g).
Fpeso=mg
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INSTRUMENTAÇÃO - PRESSÃO
Medição por coluna líquida
Para ajudar a relacionar a altura da coluna com a pressão, escreve-se a massa em função da massa específica (μ) e do volume (v).
Fpeso= μμμμ vg
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Medição por coluna líquida
Escreve-se ainda o volume em função da área (s) de fundo e da altura (h).
Fpeso= μμμμ shg
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INSTRUMENTAÇÃO - PRESSÃO
Medição por coluna líquida
Basta agora escrever agora a equação da pressão do fundo em função do peso e da área de fundo.
P =
μμμμ shg
s
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Se houver dois fluidos imissíveis no tubo então a pressão será.
P = μμμμ 1 h 1 g + μμμμ 2 h 2 g
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INSTRUMENTAÇÃO - PRESSÃO
Que também se pode escrever:
P = μμμμ 1 h 1 g + P 2
Se já for conhecido o valor da pressão produzida pelo fluido 2
2
1
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Medição por coluna líquida
Se o líquido for água, pode-se apenas medir a altura da coluna em m e expressar a pressão de fundo na unidade mca (metro de coluna de água)
Pressão hidrostática
Pmca = h(m)
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INSTRUMENTAÇÃO - PRESSÃO
Medição por coluna líquida
Se o líquido for mercúrio, pode-se apenas medir a altura da coluna em mm e expressar a pressão de fundo na unidade mmHg.
Pressão hidrostática
PmmHg = h(mm)
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Medição por colunas comunicantes
Se uma das colunas tem sua fase gasosa sob pressão maior que a outra, então o nível dessa coluna ficará menor que o da outra, como visto ao lado.
No caso, a pressão da fase gasosa da esquerda é maior que a da direita.
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INSTRUMENTAÇÃO - PRESSÃO
Medição por colunas comunicantes
- No nível tracejado (da interface mais baixa) a pressão, P1, é apenas a da fase gasosa.
h
- Na coluna da direita no mesmo nível (tracejado) a pressão é produzida pela pressão,P2, da fase gasosa da direita e pela coluna
líquida h.
P 1 P 2
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Medição por colunas comunicantes
h
Medindo a diferença (h) entre os níveis de interface, usa-se a fórmula vista anteriormente e pode-se calcular a diferença entre as pressões P1 e P.
P 1 P 2
P 1 -P 2 = μμμμ hg
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INSTRUMENTAÇÃO - PRESSÃO
- Peso específico de alguns líquidos
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PATM = 760 mmHg
ESCALAS DE PRESSÃO
- Pressão atmosférica: é a pressão exercida pela atmosfera terrestre devido ao peso da camada de gases que envolvem a Terra até uma altitude de 50Km. É medida pelo barômetro. Ao nível do
mar é aproximadamente de 760 mmHg ≅ 1bar.
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INSTRUMENTAÇÃO - PRESSÃO
Experiência de Torricelli
0,76m
atmosfera
mercúrio
1643
- A pressão atmosférica está em toda a parte. É comum ser considerada como nula, pois em geral seus efeitos se anulam.
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Perímetro da Terra ≅ 40.000km Atmosfera terrestre ≅ 40km
Mesa de 1m de comprimento
CURIOSIDADE!
Perímetro da Terra ≅ 1.000mm
Atmosfera terrestre ≅ 1mm
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INSTRUMENTAÇÃO - PRESSÃO
20,1 km
10 11,0 km
20
30
40
50
60
Altitude, km
-56,5 °C
Troposfera
Temperatura, °C
-60 -40 -20 0 +
+21,1 °C
0
20,1 km
10 11,0 km
20
30
40
50
60
Altitude, km
Troposfera
Pressão, kPa
40 80 120
101,325 kPa
0
Distribuição da temperatura e da pressão na atmosfera [ U.S. Standard Atmosphere ].
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TIPOS DE PRESSÃO
- Pressão estática : é a pressão exercida por um fluido em repouso (ou em movimento, desde que a tomada de pressão seja perpendicular ao escoamento).
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INSTRUMENTAÇÃO - PRESSÃO
- Pressão dinâmica ou cinética: é a pressão exercida por um fluido em movimento. É medida fazendo a tomada de impulso de tal forma que ela receba o impacto do fluxo. - Pressão total: é a soma das pressões estática e dinâmica. O instrumento que mede a pressão total é o tubo de Pitot.
TIPOS DE PRESSÃO
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- Pressão diferencial: é a diferença entre 2 pressões, sendo representada pelo símbolo DP (delta P). Essa diferença de pressão normalmente é utilizada para medir vazão, nível, pressão e densidade.
TIPOS DE PRESSÃO
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INSTRUMENTAÇÃO - PRESSÃO
Tipo tubo de Bourdon Tipo C Tipo Helicoidal Tipo espiral Tipo Diafragma Tipo Fole Tipo Cápsula Tipo Strain gage Tipo Célula Capacitiva
**- SENSORES MECÂNICOS
Tipo Tubo em “U” Tipo tubo Reto Tipo tubo Inclinado
Manômetros de líquidos
Tipos de manômetros Elementos de recepção
MEDIÇÃO DE PRESSÃO
- Manômetros - São dispositivos utilizados para indicação local de pressão e em geral divididos em duas partes principais: o manômetro de líquidos, que utiliza um líquido como meio para se medir a pressão, e o manômetro tipo elástico que utiliza a deformação de um elemento elástico como meio para se medir pressão.
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Nível inicial Nível zero
Nível máximo
P 2 P 1
2 4
P 1 > P 2
Manômetros de coluna Líquida
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INSTRUMENTAÇÃO - PRESSÃO
Nível inicial Nível zero
Nível máximo
P 2 P 1
8
4
P 1 > P 2
Manômetros de coluna Líquida
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LEITURA
MEDIÇÃO POR COLUNA
P 1
P 1 > P 2
FORMA MAIS COMUM P 2
P 1 > P 2
Manômetros de coluna Líquida
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INSTRUMENTAÇÃO - PRESSÃO
- Medição por coluna Reta Inclinada
LEITURA
LEITURALEITURALEITURALEITURA ==== ALTURAALTURAALTURAALTURA
h
Manômetros de coluna Líquida
