Aula 01 Variáveis de processo

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AULA 01 – VARIÁVEIS DE 
PROCESSO
MARCOS VINICIUS AGAPITO MENDES
Engenheiro de Minas
Mestre em Gestão Organizacional
marcos.vinicius.agapito@gmail.com
20/10
CLASSIFICAÇÃO DAS INDÚSTRIAS
 Indústrias de manufatura: envolve variáveis discretas,
com características mensuráveis que assumem um número
finito ou infinito contável de valores, utilizando de
valores inteiros. Ex: montadoras de veículos, fabricantes
de móveis e de eletrodomésticos.
CLASSIFICAÇÃO DAS INDÚSTRIAS
 Indústrias de processo: envolve variáveis contínuas no
tempo, com características mensuráveis, que utiliza
valores fracionários. Ex: indústrias de óleo e gás,
química, de celulose, de alimentos e bebidas, metalúrgica.
Matérias primas são transformadas ou
refinadas para obtenção de um produto final.
CONTROLE DE PROCESSO
VARIÁVEIS DE PROCESSO NO DIA A DIA
CONTROLE DE PROCESSO
Instrumentos controlam as
variáveis de processo e
estão interligados entre si.
A associação de vários instrumentos forma uma malha.
VAZÃO
VARIÁVEIS DE PROCESSO
PRESSÃO
𝑷 =
𝑭
𝑨
Princípio de Pascal: uma pressão aplicada em
qualquer ponto de um líquido em equilíbrio se
transmite integralmente em todas as direções.
VARIÁVEIS DE PROCESSO
PRESSÃO
VARIÁVEIS DE PROCESSO
PRESSÃO
Pressão relativa: pode ser positiva ou negativa (vácuo).
Indústria: instrumentos geralmente efetuam medição
utilizando a pressão relativa.
VARIÁVEIS DE PROCESSO
PRESSÃO
Lei de Boyle-Mariotte (Isotérmica): com temperatura constate, a
massa constante de um gás pode ser comprimida alterando o
volume e pressão.
CINÉTICA DOS GASES
Mantendo a temperatura e
diminuindo o volume ocorre um
acréscimo de pressão.
𝑷𝟏𝑽𝟏
𝑻𝟏
=
𝑷𝟐𝑽𝟐
𝑻𝟐
𝑷𝟏𝑽𝟏 = 𝑷𝟐𝑽𝟐
VARIÁVEIS DE PROCESSO
PRESSÃO
Lei de Gay-Lussac (Isobárica): com pressão constante, o
aquecimento de uma massa constante de gás causa a alteração do
volume.
CINÉTICA DOS GASES
𝑷𝟏𝑽𝟏
𝑻𝟏
=
𝑷𝟐𝑽𝟐
𝑻𝟐
𝑽𝟏
𝑻𝟏
=
𝑽𝟐
𝑻𝟐
Mantendo a pressão constante
e aumentando a temperatura
ocorre um aumento de volume.
VARIÁVEIS DE PROCESSO
PRESSÃO
Lei de Charles (Isovolumétrica): com volume constante, o
aquecimento de uma massa de gás constante causa a alteração de
pressão.
CINÉTICA DOS GASES
𝑷𝟏𝑽𝟏
𝑻𝟏
=
𝑷𝟐𝑽𝟐
𝑻𝟐
𝑷𝟏
𝑻𝟏
=
𝑷𝟐
𝑻𝟐
Mantendo o volume constante e
aumentando a temperatura
ocorre um aumento de pressão.
VARIÁVEIS DE PROCESSO
NÍVEL
O nível não possui uma unidade
específica. Pode ser medida em diversas
unidades de volume ou massa.
Importância do controle:
•Avalia o volume estocado de
produto (controle da quantidade
de material no processo).
•Segurança e controle (nível do
produto não pode ultrapassar
determinados limites).
VARIÁVEIS DE PROCESSO
VAZÃO Volume de matéria por unidade
de tempo que circula por um duto.
𝑸 =
𝑽 (𝒍𝒊𝒕𝒓𝒐𝒔)
𝒕 (𝒎𝒊𝒏𝒖𝒕𝒐𝒔)
𝑸 = 𝑨 . 𝒗 (𝒍𝒊𝒕𝒓𝒐𝒔/𝒎𝒊𝒏)
Bomba de máquina de lavar (1 l/min).
Bomba de jardim (10 l/min).
Bomba industrial (100 l/min).
VARIÁVEIS DE PROCESSO
VAZÃO
Laminar: o fluido escoa em camadas
tubulares concêntricas nas quais as
velocidades são mantidas e não há
migração de partículas de uma camada
para outra.
Turbulento: o movimento das partículas é
caótico, sem trajetória definida.
𝑹𝒆 =
𝑫 . 𝒗 . 𝜹
𝝁
D: diâmetro da tubulação (m)
v: velocidade do fluido (m/s)
δ: densidade do fluido (kg/m3)
μ: viscosidade do fluido (Pa . s)
Número de Reynolds
Descrição do perfil de velocidade:
•Re < 2000: regime laminar
•2000 < Re > 2400: transição
•Re > 2400: regime turbulento
VARIÁVEIS DE PROCESSO
VAZÃO
Viscosímetro de Saybolt
Viscosidade: resistência de um fluido ao escoamento num conduto.
VARIÁVEIS DE PROCESSO
TEMPERATURA
Matéria: constituída por átomos que se agrupam em
moléculas, sempre em movimento (quanto mais rápido,
maior o calor irradiado).
Temperatura: nível de movimento ou grau de agitação das
moléculas que compõem o corpo analisado.
Calor: energia que flui entre pontos com diferentes
temperaturas (maior temperatura em direção ao menor).
VARIÁVEIS DE PROCESSO
TEMPERATURA
Condução: o fluxo de calor acontece dentro de um meio
sólido, líquido ou gasoso ou em meios diferentes em
contato.
Radiação: o fluxo se produz entre sistemas separados no
espaço (Ex.: calor irradiado pelo sol).
Convecção: a transmissão de calor se dá através do
movimento de um fluido líquido ou gasoso (Ex.:
refrigeração do motor de um carro).
Fenômenos de transferência de energia térmica:
VARIÁVEIS DE PROCESSO
TEMPERATURA
VARIÁVEIS DE PROCESSO
POTENCIAL HIDROGENIÔNICO - pH
Indica o grau de acidez ou alcalinidade de uma solução
aquosa a 25 ºC, que é a temperatura resultante da
concentração do íon hidrogênio H+ nessa solução.
VARIÁVEIS DE PROCESSO
RESISTIVIDADE ELÉTRICA
Resistividade: mede a oposição que um material faz com
relação à passagem do fluxo de corrente elétrica
(dependente da temperatura dos materiais).
𝝆 = 𝑹
𝑨
𝒍
l – comprimento do material
R – resistência do material
A – área da seção transversal
Unidade: ohm.metro (Ω.m)
Temperatura: quanto mais alta, maior a agitação dos
átomos que compõem o material, aumentando a
resistência a passagem de corrente elétrica.
VARIÁVEIS DE PROCESSO
RESISTIVIDADE ELÉTRICA
REFERÊNCIAS
 Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial – SENAI.
Instrumentação e Controle. Departamento Regional do
Rio Grande do Sul. Brasília: SENAI/DN, 2013.