Relatorio 4 não cobas

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Universidade Federal de Itajubá
Fenômenos de Transporte
Ensaio 2 – Conceitos de medição de pressão e calibração
				
				
Leandro Petruci Rodrigues 	2016004238
15 de Maio de 2018
Introdução
 Equações:
	
Legenda:
P – pressão
F – força
g - gravidade 
A – área
Pabs – pressão absoluta
Mt – massa total
d – diâmetro
Patm – pressão atmosférica
Objetivo
Apresentar os resultados obtidos com o cálculo a partir do experimento e também da conversão de uma escala arbitrária para unidades de engenharia com os dados do Tubo Bourbon e a calibração do sensor de pressão. Calibrar um sensor de pressão semicondutor.
Fundamentação teórica
	A pressão pode ser definida como a variável usada em cálculos de processos termodinâmicos, hidrostáticos entre outros e pode ser expressa através da fórmula:
Segundo Schulz “Termodinâmica (do grego therme = calor e dynamis = Movimento) é o ramo da Física que estuda os efeitos da mudança de temperatura, volume e pressão, empregados em sistemas físicos em escala macroscópica. De uma forma mais simples, a termodinâmica procura explicar os mecanismos de transferência de energia térmica a fim de que estes realizem algum tipo de trabalho”. O conceito de pressão atmosférica também é muito importante da do por GRIMM como “A pressão atmosférica é medida por barômetros., A extremidade aberta do tubo é invertida num pequeno recipiente aberto com mercúrio a coluna de mercúrio desce para dentro do recipiente até que o peso da coluna d e mercúrio iguale o peso de uma coluna de ar de igual diâmetro, que se estende da superfície até o topo da atmosfera”. Para ter uma noção da necessidade da calibração “ “Nem todo instrumento de medição necessita de calibração, o bom senso técnico deve prevalecer sempre que houver alguma dúvida, porém de modo geral, devemos calibrar aqueles instrumentos que são usados para controlar qualidade, sejam eles de clientes, próprios ou emprestados ”, explica Freitas da Silva.
Materiais
-Pesos
-Medidor de Pressão Armfield
Desenvolvimento Prático 
Dados coletados
A seguir, é mostrada a tabela 1 com os dados coletados no experimento. A tabela 2 e tabela 3 com a conversão de escala e calibração do sensor de pressão respectivamente. 
	Pressão Barométrica(N/m²)
	Massa do Pistão
(kg)
	Diâmetro do cilindro
(m)
	Área transversal do cilindro(m²)
	92.243,6
	0,5
	0,017655
	0,0002448
Tabela 1 – Medidas do experimento.
	Massa
Aplicada
(kg)
	Massa
Total
(kg)
	Força 
Aplicada
(N)
	Pressão 
Aplicada
(N/m²)
	Ângulo do ponteiro
(graus)
	Pressão 
Bourdon
(N/m²)
	Saída
Semicondutor
(mV)
	Pressão Absoluta
(N/m²)
	0
	0,5
	4,9
	20.015
	39
	28k
	8
	112.259
	0,5
	1
	9,8
	40.033
	50
	44k
	14,8
	132.276
	1
	1,5
	14,7
	60.049
	86
	63k
	22,6
	152.292
	1,5
	2
	19,6
	80.065
	112
	82k
	30
	172.308
	2
	2,5
	24,5
	100.082
	123
	99k
	36,6
	192.329
	1,5
	2
	19,6
	80.065
	119
	88k
	31,8
	172.308
	1
	1,5
	14,7
	60.049
	90
	68k
	23,9
	152.292
	0,5
	1
	9,8
	40.033
	65
	49k
	16,6
	132.276
	0
	0,5
	4,9
	20.015
	39
	28k
	8
	112.259
Tabela 2 – Conversão de escala.
	Massa
Aplicada
(kg)
	Massa
Total
(kg)
	Força 
Aplicada
(N)
	Pressão 
Aplicada
(N/m²)
	Pressão Absoluta
(N/m²)
	Pressão
Semicondutor
(N/m²)
	0
	0,5
	4,9
	20k
	112.259
	20k
	0,5
	1
	9,8
	40k
	132.276
	40k
	1
	1,5
	14,7
	60k
	152.292
	60k
	1,5
	2
	19,6
	80k
	172.308
	80k
	2
	2,5
	24,5
	100k
	192.329
	100k
	1,5
	2
	19,6
	80k
	172.308
	80k
	1
	1,5
	14,7
	60k
	152.292
	60k
	0,5
	1
	9,8
	40k
	132.276
	40k
	0
	0,5
	4,9
	20k
	112.259
	20k
Tabela 3 – Calibração do sensor de pressão.
Gráficos:
Figura 1 – Ângulo do Ponteiro x Pressão Bourdon.
Figura 2 – Tensão de saída x Pressão aplicada no semicondutor.
Pressão indicada x Pressão indicada Bourdon (gráfico 3)
Figura 3 - Pressão indicada x Pressão indicada Bourdon.
Experimento
Verificou-se se a válvula de drenagem estava fechada, abasteceu o tanque de escorva com água, abriu a válvula amortecedora e a válvula de escorva.
Com o pistão sem nenhuma massa por cima ajustou-se ele 6 centímetros para cima para que toda água do tanque seja extraída, em seguida pressione o pistão para baixo para eliminar o ar da parte de trás do cilindro.
Logo após eleva o pistão para cima sem deixar entrar ar no sistema.No console ajusta-se para o “output”.
Girou-se o pistão para reduzir o atrito, após isso observou-se o ponteiro do manômetro sendo que esse era o ponto zero. Colocou-se um peso de meio quilo no pistão, registrou se a massa aplicada e o novo ângulo indicado. Esse processo foi repetido até a colocar dois quilos e depois foi retirando de meio quilo por meio quilo.
Calculou a pressão aplicada em cada incremento de massa, calculou-se a média dos ângulos, e em seguida repetiu o experimento analisando a pressão indicada no manômetro de Bourdon.
Para calibrar o sensor semicondutor, ligou o console registrou-se a tensão indicada no display, e em segui foi incrementando pesos igual o primeiro processo, só que dessa vez registrando a tensão indicada. Calculou a pressão e a média de tensão.
Logo após abriu-se a válvula de escorva ao máximo, ajustou o botão seletor pra “PRESSURE”, ajustou-se para zero. Elevou o pistão cuidadosamente para não entrar ar, colocou-se massa para registrar a pressão aplicada. Em seguida foi retirando pesos e analisando as leituras.
Conclusão
	
Observando a linearidade dos gráficos percebe-se que a calibração do sensor foi feita da maneira correta, observa-se também a ótima precisão do manômetro de Bourdon e do sensor semicondutor.
Referências
COBAS, Vladimir Rafael Melian. Aula de Fenômenos de transporte. Unifei, Itajubá, 2018.