1o Relatório Manometria (1)

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Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais
Departamento de Engenharia Mecânica
Curso de Engenharia Mecatrônica
Laboratório de Fluidos mecânicos
Manometria
Profa Célia Mara Sales Buonicontro
Rafael do Carmo Pinto
Belo Horizonte
24 de agosto de 2009
1 – Introdução
– Objetivo
A experiência realizada no laboratório consiste em analisar e aferir manômetros por dois processos diferentes, manômetro de peso morto, que aferiu um manômetro do tipo Bourdon, e uma bomba de aferição, que com um manômetro padrão tipo Bourdon, aferiu outro do mesmo tipo e um transdutor elétrico.
– Conceituação teórica
Para o entendimento dos acontecimentos fez-se necessário o prévio conhecimento de pressão e aferição, conceitos explicados abaixo.
- Pressão (símbolo: P): força normal (perpendicular à área) exercida por unidade de área. Logo se tem: 
Onde P é pressão, F é força e A é área.
Como podemos concluir a pressão é diretamente proporcional a força aplicada em uma determinada área e inversamente proporcional a área de atuação de uma determinada força.
A unidade no SI (Sistema Internacional) para medir a pressão é o pascal (Pa), equivalente a uma força de 1 newton por uma área de 1 metro quadrado. A pressão exercida pela atmosfera ao nível do mar corresponde a 101 325 Pa, e esse valor é normalmente associado a uma unidade chamada atmosfera padrão.
A pressão relativa, ou pressão manométrica, define-se como a diferença entre a pressão absoluta e a pressão atmosférica. 
P man = P abs – P atm
O aparelho destinado a medir a pressão relativa é o manômetro, por outro lado a pressão atmosférica mede-se com um barômetro.
- Aferição: procedimento no qual se controla instrumentos de medição pela comparação entre o valor observado e o correspondente tido como padrão.
– Desenvolvimento 
– Procedimento
Como dito foram utilizados dois processos distintos: 
1º Processo – Manômetro de Peso morto:
	
	Dados fornecidos: - Peso do Pistão: 0,5 Kgf
			 - Área da seção transversal do pistão: 01 cm2 
	Esse sistema consiste de um pistão cilíndrico que se move livremente dentro de outro um cilindro ajustado de forma a impedir a entrada de ar. Esse procedimento possibilita a colocação de pesos que, aumentando a força, aumenta a pressão. Existe também uma bomba que quando acionada libera uma válvula que injeta água no manômetro tipo Bourdon a ser aferido e no manômetro de peso morto, o qual tem seu cilindro levantado de forma a expelir o ar de dentro do sistema. Quando o cilindro estiver cheio a válvula se fecha ligando assim os manômetros e os isolando da bomba que, por sua vez, pode ser desligada.
	Depois de conectar os manômetros pesos de 0,5 kgf foram adicionados ao pistão um a um até que, somados ao peso do pistão, chegou a um total de 2,5 kgf. A cada somatória de massa verificava-se a leitura do manômetro de Bourdon a ser aferido que era anotada na folha de teste. Repetiu-se esse processo para a retirada dos pesos.
Quando se verificou os resultados observou-se que havia uma diferença entre a pressão verdadeira e as pressões crescentes e decrescentes mostrada no manômetro a ser aferido, calculou-se, então, o erro de cada pressão.
2º Processo – Bomba de aferição:
	Esse sistema consiste de um manômetro de Bourdon padrão, de outro manômetro do mesmo tipo e um transdutor elétrico conectado a um painel eletrônico permitindo a leitura da pressão indicada, sendo os dois últimos a serem aferidos.
	O registro que conectava o sistema era girado e verificava-se no manômetro padrão um aumento, de passo constante, na pressão desde 0kfg/cm2 até 4,0 kgf/cm2 com passo de 0,5 kgf/cm2. A cada passo, a pressão indicado nos instrumentos a serem aferidos eram coletadas e anotadas na folha de teste. Repetiu-se o processo de forma decrescente, diminuindo a pressão até seu estado inicial.
	Ao verificar os resultados novamente observou-se diferença entre as indicações do manômetro de Bourdon e o transdutor elétrico quando comparadas ao manômetro padrão. Calculou-se, então, o erro de cada instrumento, tanto para as pressões crescentes quanto para as decrescentes. 
– Equipamentos
Os desenhos a seguir mostram os esquemas de instalações de cada processo.
– Dados obtidos
Fórmulas:
Erro = Pressão verdadeira (padrão) – Pressão registrada pelos instrumentos a serem aferidos	
Folha de Teste preenchida
Gráficos de erro nas duas montagens:
Curvas de calibração nas duas montagens:
– Análise dos dados
Ao realizar a análise dos resultados percebe-se que as duas montagens obtiveram erros tanto sistemáticos quanto aleatórios. É exemplo de erro sistemático a repetição de 0,5 kgf/cm2 encontrada na leitura da pressão crescente gerando o erro no segundo processo – Bomba de aferição – para a leitura do manômetro de Bourdon a ser aferido. Exemplo de erro aleatório seria a descontinuidade do erro apresentado no transdutor elétrico a ser aferido no segundo processo.
Diversos fatores fizeram acontecer esses erros, sendo os mais consideráveis, histerese, perdas por atrito, folga e graduação devido à imperfeição na confecção das escalas.
Diante da comparação dos dados é possível observar que os valores mais baixos de erros foram os encontrados no manômetro de peso morto, processo cujo qual teve um manômetro do tipo Bourdon a ser aferido. 
Conceito de transdutor elétrico:
Transdutor, ou sensor, é um tipo de dispositivo que transforma um tipo de energia em outro, utilizando para isso um elemento sensor que recebe os dados e os transforma. No caso dos transdutores elétricos de pressão o elemento utilizado é um diafragma elástico.
– Conclusão
A realização dessa experiência no laboratório completa os conhecimentos vivenciando a teoria na prática. Realizar a aferição de instrumentos por meio de dois processos distintos é algo possibilita a comparação entre os resultados obtidos direcionando assim, quando necessário, a indicação de um processo ou de outro para determinado projeto. 
Instrumentos devem ser regularmente aferidos com o uso de um padrão, ou conhecendo previamente os dados, para que as medições indicados pelos mesmos sejam confiáveis. Para tal existem diferentes processos cada um com suas características de funcionamento, custo e precisão.
– Referências bibliográficas
http://www.portalsaofrancisco.com.br/imagem.php
http://pt.wikipedia.org/wiki/P%C3%A1gina_principal
http://www.if.ufrj.br/teaching/fis2/hidrostatica/pressao.html