Manometria: Barômetro e Manômetros

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Mecânica dos Fluidos
Prof. Esp. Rafael José Nogueira
Rosa
Aula 5 – Manometria
Tópicos trabalhados nesta aula:
o Barômetro;
o Manômetros.
O barômetro proposto por Torricelli, consiste em um
tubo de vidro com comprimento igual a um metro, fechado
em uma extremidade e aberto em outra. Onde, este tubo,
foi preenchido com mercúrio (Hg) na fase liquida. Então, um
segundo recipiente foi preenchido parcialmente com
mercúrio.
Barômetro de Mercúrio
Barômetro de Mercúrio
O mercúrio muito puro, a 0 °C, tem sua massa específica de 13.592
Kg/m². Logo, o mercúrio, apresenta pessoa específico de 133.323
N/m³.
Desta forma, temos que a atmosfera padrão, ao nível do mar é:
1 𝑎𝑡𝑚 = 133.323 𝑥 0,76 = 101.325 ൗ𝑁
𝑚²
A unidade de atm, refere-se a pressão da atmosférica padrão.
Porém, esta unidade não pertence ao SI (Sistema Internacional de
Unidade), sendo desaconselhável a utilização desta simbologia.
Entretanto, ainda encontraremos em nosso dia a dia esta unidade.
Barômetro de Mercúrio
São chamados de manômetros, os instrumentos
utilizados para realizar medições de pressão dos fluidos. A
diferença entre manômetro e barômetro é que o barômetro
mede a pressão atmosférica e o manômetro realiza a
medição de pressão em líquidos de gases.
Um exemplo de manômetro é o esfigmomanômetro,
instrumento utilizado para medir a pressão arterial.
Os manômetros podem ser de três tipos diferentes
de tubo com líquidos ou metálicos.
Manômetros
Manômetro Metálico ou de 
Bourdon
Patenteado originalmente na França em 1849 por Eugène
Bourdon, é o manômetro mais utilizado na prática. Com funcionamento
bem diferente dos manômetros de tubo, o manômetro metálico realiza
a medição da pressão relativa de maneira indireta.
Manômetro Metálico ou de 
Bourdon
Seu funcionamento consiste, basicamente, em tubo
de latão curvado aberto em uma extremidade e fechado em
outra que se deformar quanto conectado a um sistema de
pressão. Esta deformação atuante no tubo de latão tende a
endireitar o tubo. Um sistema de engrenagem-pinhão,
conectado à extremidade fechada do tubo transmite o
movimento ao ponteiro que desloca a uma escala.
Manômetro Metálico ou de 
Bourdon
Quando não instalados, os manômetros metálicos indicam a
pressão igual a zero. Desta forma, podemos considerar que as
leituras em manômetros metálicos serão sempre relativas. Só há
marcação de leitura no visor do manômetro quando a pressão seja
diferente da pressão atmosférica local.
Logo, teremos que a pressão indicada no manômetro
𝑝𝑖𝑛𝑑𝑖𝑐𝑎𝑑𝑎 será:
𝑝𝑖𝑛𝑑𝑖𝑐𝑎𝑑𝑎 = 𝑝𝑡𝑜𝑚𝑎𝑑𝑎 − 𝑝𝑎𝑚𝑏𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒
Manômetro Metálico ou de 
Bourdon
Considerando a 𝑝𝑎𝑚𝑏𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒como a pressão no ambiente que o
manômetro se encontra e 𝑝𝑡𝑜𝑚𝑎𝑑𝑎 a pressão na tomada de pressão.
Então, quando:
𝑝𝑎𝑡𝑚.𝑙𝑜𝑐𝑎𝑙 = 𝑝𝑎𝑚𝑏𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒
Teremos que:
𝑝𝑖𝑛𝑑𝑖𝑐𝑎𝑑𝑎 = 𝑝𝑟𝑒𝑙𝑎𝑡𝑖𝑣𝑎
Manômetro Metálico ou de 
Bourdon
O manômetro de Bourdon é o instrumento mais utilizado
do que os manômetros de tubo e de tubo com líquidos. Apenas
uma observação deve ser feita, é referente a deformação
permanente do tubo de latão.
Caso o manômetro metálico seja submetido a pressões
superiores a sua escala máxima, o tubo de latão pode sofrer
deformação plástica, condenando o instrumento. Por isso, é
importante observar as especificações de cada manômetro e
aplica-los conforme as escalas de pressões correspondentes, para
que não se comprometa as leituras e a integridade do instrumento.
Manômetro Metálico ou de 
Bourdon
O piezômetro é o manômetro mais simples. Ele é
constituído, basicamente, de um tubo de vidro ou plástico
translucido. O piezômetro é acoplado diretamente no reservatório
onde se deseja medir a pressão do líquido.
Piezômetro
Como se pode verificar na imagem, o liquido de peso específico 𝛾,
quando colocado no reservatório que se deseja realizar a medição
de pressão é empurrado pela pressão reinante do reservatório,
formando uma superfície livre no bocal do tubo.
Se aplicarmos a equação diretamente, termos que a pressão no
ponto A é:
𝑝𝐴 = 𝛾. ℎ
Piezômetro
O piezômetro é o instrumento mais simples para verificação da
pressão em um reservatório. Porém, devido a sua simplicidade,
podemos observa algumas limitações e desvantagens:
o Não é possível a medições de pressões negativas, pois, a pressão
atmosférica local penetrará no reservatório. O que chamamos de
vácuo parcial.
o Para pressões muito elevadas, a altura h será muito elevada,
então, será necessário um tubo de dimensões elevadas.
Tornando inviável sua aplicação.
Não é aplicável na medição de gases, devido as propriedades dos
gases ele irão escapar do reservatório pela abertura do tubo.
Piezômetro
Não é aplicável na medição de gases, devido as
propriedades dos gases ele irão escapar do
reservatório pela abertura do tubo.
Piezômetro
O manômetro de tubo em U foi desenvolvido para
compensar as limitações do piezômetro. Seu
funcionamento segue a mesma premissa do piezômetro.
Porém, ao invés de se utilizar um tubo reto, se utiliza tubo
com formato de “U”.
Como poderemos avaliar na figura a seguir, o liquido
a ser verificado pelo manômetro de tubo U forma uma
coluna abaixo do plano horizontal que passa pelo ponta A.
Sendo o ponto A, o ponto onde se deseja verificar a pressão
manométrica.
Manômetro de Tubo U 
𝒑𝑨 = − 𝜸. 𝒉
Manômetro de Tubo U 
Porém, algumas limitações, ainda permanecem:
Para pressões muito elevadas, a altura h será muito
elevada, então, será necessário um tubo de dimensões
elevadas. Tornando inviável sua aplicação. Não é aplicável
na medição de gases, devido as propriedades dos gases ele
irão escapar do reservatório pela abertura do tubo.
Manômetro de Tubo U 
O manômetro de tubo em U com liquido manométrico, contribuiu
com a possibilidade de se verificar a pressão relativa em reservatórios de
gases. Pois, a adição do liquido manométrico, impossibilitou a fuga de gases
pelo bocal do tubo.
𝑝𝐴 = 𝛾𝐿𝑀. ℎ1 − 𝛾. ℎ2
Manômetro de Tubo U com 
Líquido Manométrico 
Não foram levadas em consideração, nos
manômetros apresentado até este momento, a variação da
pressão atmosférica devido a diferença de altitudes. As
diferenças de pressão obtidas são tão pequenas que não
justificam o trabalho de cálculo.
Observação
Obrigado!
Prof. Esp. Rafael José Nogueira Rosa