Medidores de pressão - Mec Fluidos (1)

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UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ 
 
 
 
 
 
 
 
MECÂNICA DOS FLUIDOS 
 
 
TRABALHO 
MEDIDORES DE PRESSÃO, FLUIDO E GÁS 
 
 
Professor: João Domingos Covello Carregosa 
Aluno: David Santana Torres Santos 
 
 
2022 
 
Sumário 
Medidor de pressão ou Manômetro ............................................................................ 3 
O que é manômetro e suas utilidades: ......................................................................... 4 
Manômetro de gás ....................................................................................................... 5 
Manômetro de líquido ou de coluna U ........................................................................ 6 
Manômetro com tubo Bourdon ................................................................................... 7 
Coluna piezométrica ..................................................................................................... 8 
Barômetro .................................................................................................................... 9 
Bibliografia e referências: .......................................................................................... 10 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Medidor de pressão ou Manômetro 
A medição de pressão é ponto de interesse da ciência há muitos anos. No final do século 
XVI, o italiano Galileo Galilei (1564-1642) recebeu patente por um sistema de bomba 
d’água usada na irrigação (Curiosidade: em 1592, usando apenas um tubo de ensaio e uma 
bacia com água, Galileo montou o primeiro termômetro. Ele colocou um tubo com a boca 
para baixo, semi-submerso na água. Assim, quando o ar de dentro do tubo esfriava, o 
volume diminuía e subia um pouco de água dentro do cilindro de vidro. Quando o ar 
esquentava, o volume aumentava e a água era empurrada para fora. O nível da água, 
portanto, media a temperatura do ar.). O coração de sua bomba era um sistema de sucção 
que ele descobriu ter a capacidade de elevar a água no máximo 10 metros. A causa desse 
limite não foi descoberta por ele, o que motivou outros cientistas a estudarem esse 
fenômeno. 
Em 1643, o físico italiano Evangelista Torricelli (1608-1647) desenvolveu o barômetro. Com 
esse aparelho, avaliava a pressão atmosférica, ou seja, a força do ar sobre a superfície da 
terra. Ele fez uma experiência preenchendo um tudo de 1 metro com mercúrio, selado de 
um dos lados e mergulhado em uma cuba com mercúrio do outro. A coluna de mercúrio 
invariavelmente descia no tubo até cerca de 760 mm. Sem saber exatamente o porquê 
deste fenômeno, ele o atribuiu a uma força vinda da superfície terrestre. Torricelli concluiu 
também que o espaço deixado pelo mercúrio no começo do tudo não continha nada e o 
chamou de “vacuum” (vácuo). 
Cinco anos mais tarde, o francês Blaise Pascal usou o barômetro para mostrar que no alto 
das montanhas a pressão do ar era menor. 
Em 1650, o físico alemão Otto Von Guericke desenvolveu a primeira bomba de ar 
eficiente, com a qual Robert Boyle realizou experimentos sobre compressão e 
descompressão e depois de 200 anos, o físico e químico francês, Joseph Louis Gay-Lussac, 
verificou que a pressão de um gás confinado a um volume constante é proporcional à sua 
temperatura. 
Em 1849, Eugene Bourdon recebeu patente pelo Tubo de Bourdon, utilizado até hoje em 
medições de pressões relativas. Em 1893, E.H. Amagat utilizou o pistão de peso morto em 
medições de pressão. 
 Manômetro com tubo de Bourdon (imagem abaixo) 
 
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O que é manômetro e suas utilidades: 
O manômetro é um equipamento utilizado para medir a pressão atmosférica e a pressão 
de gases ou líquidos e ainda pode ser usado na determinação da velocidade de um fluido. 
As aplicações desse equipamento são diversas, podendo ser utilizado para medir a pressão 
em máquinas industriais e pneumáticas, pressão arterial. 
Existe ainda a possibilidade de utilizar esse instrumento para a determinação da 
velocidade de um fluido em movimento a partir da equação de Bernoulli. Sabemos que, na 
região onde um fluido movimenta-se, ocorre diminuição de pressão. Sendo assim, 
conhecendo a diferença de pressão gerada pela passagem do vento, por exemplo, 
podemos determinar a sua velocidade. 
O tipo mais simples de manômetro é o de mercúrio. Nesse equipamento, o metal líquido é 
colocado em um recipiente em formato de U em que uma das extremidades está em 
contato com o material que terá a pressão aferida, e a outra extremidade está em contato 
com a pressão atmosférica. 
A diferença de pressão entre as extremidades gera uma diferença na altura da coluna de 
mercúrio. Essa diferença de altura é utilizada para a determinação da pressão desejada 
por meio da lei de Stevin. “A diferença de pressão entre dois pontos de um fluido em 
repouso é igual ao produto do peso específico do fluido pela diferença de cotas dos dois 
pontos.” 
 
 
 
 
 
 
https://brasilescola.uol.com.br/quimica/metal-mercurio.htm
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Manômetro de gás 
O manômetro de gás é um dispositivo com uso principal e único em medições de pressão 
de um determinado gás. Esses itens são fabricados em tubos abertos ou tubos fechados e 
utilizados com água, mercúrio, ou outro líquido para medir a pressão. 
O gás que é pressurizado exerce uma força sobre o recipiente em que se encontra, um 
exemplo é o utilizado para encher balões, neste caso a pressão do ar no interior do balão é 
maior que a pressão do ar exterior, esta pressão força o material elástico do balão a se 
expandir. 
O manômetro de gás tem uma mecânica de funcionamento bem parecida com o exemplo 
do balão e é utilizado para medir a pressão de um dado gás em recipiente, indo contra a 
pressão atmosférica ou contra o vácuo. 
Devido a sua volatilidade existe uma norma regulamentadora a NR18 que informa a 
obrigatoriedade do uso de válvulas corta fogo na saída dos reguladores de pressão, assim 
como nas entradas de maçaricos que são oxicombustiveis. A partir da concepção dessa 
norma, é imprescindível que, caso o manômetro de gás apresente algum tipo de defeito, 
este seja substituído antes de iniciar o uso do maçarico. Esse instrumento de aferição é 
único no processo de despressurização e nesses casos o manômetro deve indicar pressão 
zero. 
 
 
 
 Manômetro de gás (imagem acima) 
 
 
 
 
 
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Manômetro de líquido ou de coluna U 
O manômetro de líquido ou de gases é usado em várias aplicações, como para medir 
pressão em máquinas industriais, máquinas pneumáticas e em outros locais. O 
manômetro de combustível, por exemplo, serve para indicar com precisão a pressão exata 
existente no sistema de alimentação do carburador e no sistema de injeção. Além disso, se 
houver qualquer queda de pressão do combustível o motor trabalha de forma irregular. 
Os Manômetros de Coluna em U é um aparelho de fácil utilização e de extrema 
importância. Nossos manômetros são destinados a medir as pressões positivas, negativas 
e diferenciais. São utilizados como padrão para calibração de outros aparelhos. 
O Manômetro de Coluna U apresenta um tubo em forma de “U” que é preenchido com 
fluído manométrico até a sua metade. As extremidades ficam abertas e seu princípio 
consiste na aplicação de pressão em um dos seus ramos, o que faz com que o líquido 
desça por este ramo. 
A pressão indicada é mostrada pela diferença de altura em função do movimento do fluído 
nos dois ramos e lida através de uma escala graduada, sendo que seu valor numérico é 
igual ao das leituras acima e abaixo do ponto médio (zero da escala). O Manômetro de 
Tubo em “U” é um padrão primário porque a diferença na altura entre os dois ramos 
constitui sempre uma ideia real da pressão independentemente das variações do diâmetro 
interno dos tubos. (Efeitoda capilaridade). 
 Manômetro de coluna U (Imagem abaixo) 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Manômetro com tubo Bourdon 
O manômetro de Bourdon é uma das melhores e mais eficientes soluções quando o 
assunto é a medição de pressão nas grandes industriais. 
O manômetro já é, por si só, um aliado na aferição e também controle de pressão. Porém, 
o manômetro de bourdon se destaca por sua eficiência. 
Este tipo de medidor apresenta uma seta, chamada de ponteiro, para demonstrar o nível 
em que a pressão se encontra, tanto em negativos como em positivos. O manômetro de 
Bourdon possui também tubo flexível, e entrada de pressão também flexível. 
O funcionamento do manômetro de Bourdon é baseado em sua curvatura originada em 
um tubo de secção elíptica por conta da pressão que é exercida em seu interior. O tubo 
do manômetro de Bourdon é conectado às extremidades e ligado ao mecanismo de 
medição/aferição. 
Os manômetros com tubo Bourdon são utilizados para a medição da pressão relativa de 
0,6 ... 7.000 bar. Eles são classificados como instrumentos para medição mecânica de 
pressão, e funcionam sem alimentação elétrica. 
Tubos Bourdon são tubos com formato radial com uma seção transversal oval. A pressão 
do meio de medição atua no interior do tubo e produz um movimento linear no final deste 
tubo. Este movimento é proporcional à medição da pressão que é indicada pelo ponteiro 
através de um sistema mecânico de movimento. 
O tubo Bourdon em forma de “C”, formado em um ângulo de aproximadamente 250°, 
pode ser utilizado para pressões de até 60 bar. Para pressões mais altas são utilizados 
tubos Bourdon com vários enrolamentos sobrepostos no mesmo diâmetro angular (tubos 
helicoidais) ou com enrolamento espiral de uma camada (tubos espirais). Os manômetros 
são confeccionados em materiais duráveis e resistentes, como: bronze, metal, cobre, aço 
de liga e aço inox. 
A precisão deles é de 0,1%, porém, em pressões mais baixas a sensibilidade aumenta. 
 
 
 Manômetro de Bourdon (Imagem acima) 
 
 
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Coluna piezométrica 
O dispositivo mais simples para medir pressões é o tubo piezométrico ou, simplesmente, 
piezômetro. Consiste na inserção de um tubo transparente na tubulação ou recipiente 
onde se quer medir a pressão. O líquido subirá na coluna piezométrico a uma altura h, 
correspondente à pressão interna. Existem basicamente 03 tipos de piezômetros: 
piezômetro de coluna vertical, de coluna inclinada e de tubo em U (manômetro).
 
O piezômetro apresenta três defeitos que o tornam de uso limitado: 
1) A altura h, para pressões elevadas e para líquidos de baixo peso específico, será muito 
alta. Exemplo: água com pressão de 1000000N/m² e cujo peso específico é 100000N/m³ 
formará uma coluna 
 h= p/y = 1000000/10000 = 10m 
Logo, não sendo viável a instalação de um tubo de vidro com mais de 10m de altura, o 
piezômetro não pode, nesse caso, ser útil. Nota-se então que esse aparelho só serve para 
pequenas pressões. 
2) Não se pode medir pressão de gases, pois eles escapam sem formar a coluna h. 
3) Não se pode medir pressões efetivas negativas, pois nesse caso haverá entrada de ar 
para o reservatório, em vez de haver a formação de coluna h. 
No caso de pressões muito grandes, o piezômetro é substituído com vantagem por um 
tubo em U, chamado de manômetro, no qual se coloca um líquido de peso especifico γ’ 
diferente do peso especifico γ do fluido do recipiente. O líquido manométrico mais 
utilizado é o mercúrio. 
Os manômetros diferenciais são utilizados entre dois pontos de um sistema em que se 
escoa um líquido. Dois piezômetros colocados lado a lado podem funcionar como 
manômetros diferenciais. 
 
 
 
 
 
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Barômetro 
A pressão atmosférica é medida pelo barômetro. Se um tubo cheio de líquido, fechado na 
extremidade inferior e aberto na superior, for virado dentro de uma vasilha do mesmo 
líquido, ele descerá até uma certa posição e nela permanecerá em equilíbrio, como 
mostrado na figura a seguir. Desprezando a pressão de vapor do líquido, na parte superior 
obtém-se, praticamente, o vácuo perfeito ou pressão zero absoluto. 
 
Já foi visto que a pressão num mesmo nível é a mesma, logo, po = pA = patm 
Dessa forma, a coluna h formada é devida à pressão atmosférica e tem-se patm = h 
O líquido utilizado é, geralmente, o mercúrio, já que seu peso específico é suficientemente 
elevado de maneira a formar um pequeno h e, portanto, pode ser usado um tubo de vidro 
relativamente curto. Como a pressão atmosférica é muito utilizada, é interessante tê-la em 
mente: 
Patm = 760 mmHg = 10.333 kgf/m2 = 101,3 kPa 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Bibliografia e referências: 
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/para-que-serve-um-
manometro.htm#:~:text=O%20man%C3%B4metro%20%C3%A9%20um%20instrumento,da
%20velocidade%20de%20um%20fluido.&text=O%20man%C3%B4metro%20%C3%A9%20u
m%20equipamento,press%C3%A3o%20de%20gases%20e%20l%C3%ADquidos. 
https://www.instrumatic.com.br/ 
https://www.willtec.com.br/manometro-
liquido#:~:text=O%20man%C3%B4metro%20de%20l%C3%ADquido%20ou,e%20no%20sist
ema%20de%20inje%C3%A7%C3%A3o. 
https://automacaoecartoons.com/2018/03/06/manometro-de-
pressao/#:~:text=Quais%20os%20tipos%20de%20man%C3%B4metros,Man%C3%B4metro
%20digital%20e%20man%C3%B4metro%20wireless 
https://beckins.com.br/manometro-de-coluna-u/ 
https://www.wika.com.br/landingpage_bourdon_tube_pressure_gauge_pt_br.WIKA 
https://www.termodora.com.br/manometro-bourdon