Lista de Dispositivos de Medição de Pressão| Mecânica dos Fluidos

Lista de Dispositivos de Medição de Pressão. E os dispositivos são: 1. O Barómetro 2.Piezómetro ou Tubo de Pressão 3. Os Manómetros 4. O Manómetro Bourdon 5. O Manómetro de Diafragma 6. O Micro Manômetro (Tubo em U com extremidades aumentadas) .

1. O Barômetro:

O barómetro é um dispositivo destinado a medir a pressão atmosférica local. A figura 2.18 mostra um barômetro de mercúrio que consiste em um tubo de vidro de 1 metro de comprimento fechado em uma extremidade e completamente preenchido com mercúrio e mantido invertido em uma tigela de mercúrio. Uma pequena quantidade de mercúrio cairá na tigela e assim formar-se-á um vácuo na extremidade superior do tubo.

A pressão atmosférica que actua na superfície do mercúrio na tigela suportará uma coluna de mercúrio no tubo. Seja a altura da coluna de mercúrio no tubo medida acima da superfície do mercúrio na tigela.

Deixar Pa ser a intensidade da pressão atmosférica

A altura da coluna de mercúrio ao nível do mar, é de aproximadamente 760 mm de mercúrio.

Cabeça de pressão atmosférica ao nível do mar = 760 mm de mercúrio.

O espaço acima do mercúrio no tubo conterá vapores de mercúrio.

Este espaço é chamado de vácuo torricelliano.

Nota:

Mercúrio é ideal para ser utilizado num barómetro devido à sua alta densidade (necessitando portanto apenas de um tubo curto) e à sua pressão de vapor muito baixa.

A altitude de um local e as condições climatéricas influenciam a leitura do barómetro. A leitura de um barómetro registado num ponto indica apenas a pressão atmosférica local.

A pressão atmosférica padrão internacional é de 101,325 kPa correspondendo a 10,325 m de água ou 760 mm de mercúrio.

i. O Barômetro Aneróide:

Este dispositivo consiste numa caixa de papelão ondulado parcialmente evacuada, impedida de colapsar por uma mola forte. As variações de pressão fazem com que a parte frontal da caixa se deforme para dentro ou para fora, de modo que a tracção da mola apenas resistirá à força devido à pressão da atmosfera.

Estes pequenos deslocamentos são amplificados e movem um ponteiro fornecido sobre uma escala calibrada.

ii. O Barômetro Siphon:

Este instrumento é convenientemente usado como um barómetro doméstico. Este dispositivo consiste num tubo de vidro dobrado na parte inferior para formar um tubo em U. A extremidade aberta do tubo em U é aumentada. Esta parte ampliada toma o lugar da bacia ou reservatório do barômetro comum. Um bloco de ferro de pequeno peso é suportado na superfície de mercúrio em parte por um empurrão de mercúrio para cima e em parte por um contrapeso.

O bloco de ferro e o contrapeso são ligados por uma corda tomada sobre uma roldana. A variação da pressão atmosférica provoca a subida e descida da superfície de mercúrio na extremidade aberta do tubo em U que, por sua vez, provoca a rotação da polia por algum ângulo. Um ponteiro ligado à polia mover-se-á sobre uma escala circular a partir da qual a pressão atmosférica pode ser lida.

2. Piezómetro ou Tubo de Pressão:

O piezómetro é usado para medir a cabeça de pressão estática de um líquido a fluir em qualquer secção de um tubo. Consiste em um tubo cuja extremidade inferior aberta é montada nivelada com a parede interna do tubo. A outra extremidade do tubo é exposta à atmosfera. Na disposição mostrada nas Figuras 2.21 e 2.22 a altura h a que o líquido sobe no tubo representa a cabeça de pressão no nível A onde o tubo está conectado ao tubo.

O piezómetro também pode ser moldado e ligado ao tubo de modo a que a cabeça de pressão ao nível do centro do tubo possa ser directamente obtida.

Limitações de um piezómetro:

O piezómetro tem limitações para o seu uso devido às seguintes razões:

(i) É muito difícil ou impraticável medir pressões elevadas. Particularmente para líquidos de baixa gravidade específica, a altura da coluna líquida no piezómetro será inconvenientemente alta exigindo um tubo piezométrico muito longo.

(ii) O piezómetro não pode funcionar para pressão manométrica negativa, uma vez que o ar entraria no recipiente através do tubo.

(iii) É provável que surjam erros capilares quando os tubos são de diâmetro igual ou inferior a 10 mm.

(iv) As mudanças rápidas de pressão que podem ocorrer continuamente não podem ser efetivamente medidas. Isto porque a alteração do nível do piezómetro ficará atrás da alteração rápida de pressão correspondente.

O tubo piezométrico pode assumir a forma mostrada na Fig. 2.23 para medição de pequenas pressões manométricas negativas. Nesta disposição, a superfície livre do líquido no tubo estará a um nível inferior ao nível A dentro do recipiente onde a pressão deve ser medida. Se a superfície livre do líquido no tubo for h unidades abaixo de A, então a cabeça de pressão em A

= ha = – Sh unidades de comprimento de água,

onde, S – Gravidade específica do líquido.

3. Manómetros:

i. O Manómetro U-Tube (O Manómetro de Coluna Dupla):

Manómetros são dispositivos de medição de pressão usando colunas de diferentes líquidos. O fluido cuja pressão deve ser determinada é chamado de fluido dosador enquanto o outro fluido é chamado de fluido manométrico. O fluido manométrico pode ser de maior densidade ou menor densidade do que o fluido dosado. Estes dispositivos podem ser utilizados para medir pressões de líquidos, bem como de gases. Os manômetros têm tubos em forma de U que contêm diferentes fluidos.

Em um manômetro quando um membro do dispositivo está aberto para a atmosfera, ele registra a pressão da fonte conectada ao outro membro. Quando ambos os membros estão ligados a fontes de pressão, o manómetro regista a diferença de pressão entre as duas fontes de pressão. Assim, estes manômetros são chamados de manômetro simples e manômetro diferencial.

A pressão de um fluido num tubo pode ser medida usando um tubo em U de vidro contendo um líquido mais pesado que não se mistura com o fluido no tubo.

Se o tubo contiver água, o mercúrio é usado como líquido de medição. Deixe o nível EF corresponder à superfície de contacto dos dois líquidos. Deixe X ser o centro da tubulação.

ii. Manómetro de tubo em U invertido:

Algumas vezes um líquido mais leve é usado num manómetro. Neste caso é usado um manômetro invertido (Fig. 2.39).

Os tubos A e B contêm líquidos de gravidade específica Sa e Sb respectivamente. O manômetro invertido contém um líquido de gravidade específica S. Em tal disposição, mesmo para pequenas diferenças de pressão entre A e B ocorrerão grandes deflexões do líquido do manômetro. Assim, as medições podem ser feitas com precisão. Deixe w = Peso específico da água.

∴ O peso específico do líquido em A e B são respectivamente Saw e Sbw.

Medição de Pressão Negativa ou de Sucção:

Fig. 2.43>O cano A contém água a uma pressão Pa. A tubulação é conectada a um tubo em U contendo um líquido pesado de gravidade específica S. (Normalmente o mercúrio é usado como líquido de medição). A figura 2.43 mostra os níveis das superfícies do líquido de medição. Seja y a leitura do manômetro. Deixe a superfície superior do líquido de medição ser h unidades abaixo do centro do tubo.

iii. Manómetros sensíveis:

Manómetro de Coluna Única:

O manómetro de coluna única mostrado na Fig. 2.55 é uma forma modificada do manómetro normal do tubo em U. Este manômetro também tem dois membros, um dos quais é feito muito grande em área em comparação com o outro. A área do membro maior (também chamado de bacia) pode ser feita 100 vezes a área do outro membro. O manômetro contém um líquido pesado como o mercúrio. O tubo em que a pressão deve ser determinada está ligado ao membro maior.

Uma alteração de pressão na tubulação pode produzir apenas uma alteração muito pequena no nível da superfície do líquido do manômetro na bacia. Esta mudança de nível pode ser negligenciada. Portanto, a leitura apenas no tubo estreito deve ser feita. Como não há necessidade de fazer qualquer leitura correspondente à superfície do líquido na bacia, ela não precisa ser tornada transparente. Normalmente é feito de ferro. O outro membro, ou seja, o tubo estreito pode ser vertical ou inclinado, para o tornar mais sensível.

Deixe XX ser o nível do líquido manométrico na bacia e o tubo estreito quando o manómetro não está ligado ao tubo. Deixar depois de ligar o tubo ao manómetro o nível do líquido do manómetro na bacia ser ∆h1.

Let h2 = elevação do nível de líquido manométrico no membro estreito.

h1 = Altura do centro do tubo acima de XX.

A = Área da secção transversal da bacia.

a = Área da secção transversal do membro estreito.

S = Gravidade específica do líquido na tubulação.

Sm = Gravidade específica do líquido no manómetro.

S’ = Gravidade específica do líquido no manómetro em relação ao líquido na tubagem.

iv. O Manômetro de Tubo Inclinado:

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Esta é uma melhoria em relação ao manómetro de coluna única. Neste caso o tubo manométrico é feito inclinado de forma a torná-lo mais sensível. A figura 2.56 mostra este tipo de manômetro. Neste caso, o deslocamento do líquido pesado no tubo estreito é relativamente maior e, portanto, as leituras podem ser feitas com mais precisão.

4. O medidor Bourdon Gauge:

Este dispositivo consiste num tubo metálico de secção elíptica fechado numa extremidade A, sendo a outra extremidade B colocada no ponto do manómetro onde a pressão deve ser medida. medida que o fluido entra no tubo, o tubo tende a endireitar-se.

Usando uma disposição do sector pinhão, a pequena deformação elástica do tubo é comunicada a um ponteiro de forma amplificada. O ponteiro move-se sobre um mostrador graduado. O aparelho é calibrado submetendo-o a várias pressões conhecidas.

O manómetro Bourdon é adequado para medir não só pressões elevadas, como as de uma caldeira de vapor ou de uma conduta de água, mas também pressões negativas ou de vácuo. Um manómetro concebido para medir pressões tanto positivas como negativas é chamado de manómetro composto.

5. O Manômetro de Pressão de Diafragma:

Este dispositivo é baseado no mesmo princípio que o do manómetro Bourdon. Neste caso, é fornecido um diafragma corrugado em vez do tubo Bourdon. Quando o dispositivo é montado em qualquer ponto do calibre, o diafragma sofrerá uma deformação elástica.

Esta deformação é comunicada a um ponteiro que se move numa escala graduada indicando a pressão. Note-se que este dispositivo funciona segundo o mesmo princípio que o do barómetro aneróide. Este dispositivo é considerado adequado para medir pressões relativamente baixas.

6. Micro Manômetro (Tubo em U com extremidades aumentadas):

Para aumentar a sensibilidade das extremidades aumentadas do tubo em U são fornecidas como mostrado na Fig. 2.59. Tal arranjo é chamado de micro manômetro. Neste dispositivo usamos dois líquidos manométricos imiscíveis. Deixe s1 e s2 ser a gravidade específica dos dois líquidos manométricos (deixe s1 > s2); o líquido mais denso irá encher o fundo do tubo em U.

Let A = área de cada extremidade alargada

a = área do tubo

Quando as pressões aplicadas aos dois membros forem iguais, ou seja, quando p1 = p2 deixar a superfície de separação entre os dois líquidos ser XX.

Deixe nesta condição a cabeça do líquido mais leve do manômetro estar h acima de XX. A pressão a XX deve ser a mesma nos dois membros.

px = s2wh