Atvdd 3 - Controle

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ATIVIDADE 3 
 
1. Descreva o princípio de funcionamento dos sensores de pressão, manômetros e 
tubo Boudon C. 
Os sensores de pressão tubos Bourdon, e suas variações, em forma de espiral e hélice, 
para pressões altas, foles e diafragma para pressões baixas, utilizam a propriedade de 
deformação elástica dos materiais quando submetidos a uma força mecânica. Na atualidade, 
os instrumentos que utilizam estes princípios são os indicadores locais (campo) de pressão, 
chamados de manômetros. 
O princípio de operação de todos os manômetros baseia-se na deformação de um elemento 
sensível em função da pressão e na transmissão dessa deformação a um mecanismo que atua 
no ponteiro 
Tubo de Boudon em C: A pressão aplicada ao tubo sendo superior à pressão externa tende 
a retificar a curvatura do tubo. Como uma das extremidades do tubo é fixa, a outra 
extremidade se movimenta, sendo aproveitada para a indicação através de um mecanismo 
(engrenagens) ligado a um ponteiro. 
 
2. Descreva o princípio de funcionamento dos sensores baseados na capacitância 
elétrica (célula capacitiva) 
O sensor de pressão mais utilizado, hoje, na construção de transmissores é a célula 
capacitiva, ou dP cell. Ela é composta por uma câmara de alta e outra de baixa pressão que se 
movem o diafragma central fazendo variar a capacitância diferencial formada pelo diafragma 
e as duas placas metálicas isoladas por óleo. A variação desta capacitância em alguns pico-
farads é aproveitada, então para a construção do transmissor de pressão. Através da 
modulação e demodulação de uma onda pelos circuitos eletrônicos, obtém-se o sinal desejado 
na saída do transmissor. 
 
3. Descreva o princípio de funcionamento dos sensores de pressão baseados em 
condutores elétricos distendidos (Strain gage). 
Estes sensores estão baseados no princípio da variação da resistência elétrica de um 
condutor elétrico com o aumento do seu comprimento. A variação do comprimento do 
condutor é obtida pelo aumento da pressão em seu corpo. Para que isso seja possível, são 
construídos sensores muito delgados, com técnicas de filmes finos e semicondutores, 
dispondo-se os condutores de forma a se ter um grande comprimento. A resistência elétrica 
obtida é introduzida em uma ponte de Wheststone, onde sua variação é aproveitada para a 
obtenção do sinal proporcional à pressão que se que medir. Sensores deste tipo se aplicam 
células de carga ou em transmissores de pressão para medição de grandes pressões 
manométricas. 
 
 
 
Universidade Federal do Maranhão 
Centro de Ciências Sociais, Saúde e Tecnologia - CCSST 
Curso de Engenharia de Alimento 
Profa Regiane Silva Pinheiro 
Aluna: Déborah Lopes 
 
4. Compare as vantagens e desvantagens dos sensores de pressão tipo Tubo de 
Bourdon C e célula capacitiva. 
Tubo de Boudon em C: 
 Vantagens: Baixo custo (compra ou manutenção), funcionamento simples, fácil 
instalação e fabrica-se no Brasil. 
 Desvantagens: Indicação da variável somente no campo, com selos é muito sensível a 
choques 
Célula Capacitiva: 
 Vantagens: Precisão de 0,01 a 0,2%; faixa de 80Pa a 35MPa; linearidade; resposta 
rápida. 
 Desvantagens: Sensível a temperatura; problemas com capacitância parasita; vibração; 
custo pode ser elevado para algumas aplicações. 
 
5. Explique o princípio básico de funcionamento dos rotâmeros 1. Defina elementos 
finais de controle. 
A operação do rotâmetro é baseada no princípio de área variável: a vazão do fluido 
eleva um flutuador em um tubo cônico, aumentando a área de passagem do fluido. Quanto 
maior a vazão, mais alto o flutuador é elevado. A altura do flutuador é diretamente 
proporcional à taxa de vazão. Com líquidos, o flutuador é elevado por uma combinação da 
flutuabilidade do líquido com a altura manométrica da velocidade do fluido. Com gases, a 
flutuabilidade é desprezível e o flutuador responde somente à altura manométrica da 
velocidade. 
Os elementos finais de controle fornecem a necessária amplificação de forças entre os 
baixos níveis de energia, fornecidos pelos controladores, e os maiores níveis de energia 
necessários para desempenho de suas funções de adequação do fluxo de fluidos em um 
processo. 
6. Quais as partes de uma válvula? 
 Atuador (pneumático, elétrico e hidráulico): Elemento responsável em proporcionar a 
força motriz necessária ao funcionamento da válvula. Sendo parte integrante do 
sistema de controle, quando corretamente selecionado, deve proporcionar à válvula 
meios de operacionalidade estáveis e suaves, contra a ação variável das forças 
dinâmicas e estáticas originadas na válvula através da ação do fluído de processo. 
 Corpo da válvula: Parte que executa a ação de controle permitindo maior ou menor 
fluxo de fluído no seu interior, conforme a necessidade do processo. O corpo é 
formado basicamente pelos seguintes subconjuntos: internos, castelo e flange inferior. 
É a parte da válvula que entra em contato direto com o fluído do processo. Deve 
satisfazer os requisitos de: pressão, temperatura e corrosão do fluído. As válvulas são 
classificadas a partir de seu tipo de corpo. Os principais tipos se classificam em dois 
grupos: as de deslocamento linear (translação) e as de deslocamento de rotação. 
 Haste: Nas válvulas com deslocamento linear, a peça móvel vedante (obturador) é 
deslocada (acionada) por uma haste. 
 
7. Cite 3 características da sede simples e dupla. 
Válvula de sede simples: 
 É a que tem maior uso na indústria; 
 proporciona uma boa vedação e possui obturador estaticamente não balanceado; 
 pode-se atingir um vazamento, quando a válvula estiver totalmente fechada, de no 
máximo até 0,01% da sua capacidade de vazão máxima (assentamento metal-metal) 
Válvula de sede dupla: 
 o fluxo passa através de duas passagens ou orifícios 
 é estaticamente quase estável, sem necessitar de uma força de atuação tão grande 
quanto a válvula sede simples; 
 apresentam um vazamento, quando totalmente fechadas, de no máximo 0,5% da sua 
máxima capacidade de vazão. 
 
8. Como funciona uma válvula de ação direta e uma válvula de ação reversa? 
Descreva o funcionamento. 
VÁLVULA DE AÇÃO REVERSA: Com o aumento da pressão de ar na cabeça da 
válvula, a haste do atuador desloca-se de baixo para cima, provocando a abertura da válvula. 
Com a diminuição da pressão do ar, a haste se deslocará de cima para baixo até provocar o 
assentamento do obturador na sede, fechando a válvula. 
VÁLVULA DE AÇÃO DIRETA: Com o aumento da pressão de ar na cabeça da 
válvula, a haste do atuador desloca-se de cima para baixo até provocar o assentamento do 
obturador na sede, fechando a válvula. Com a diminuição da pressão do ar, a haste se 
deslocará de baixo para cima, abrindo a válvula.