Pressão em Fluidos e Tipos de Manômetros

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MANOMETRIA
MEDIDA DAS PRESSÕES
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PRESSÃO
 A pressão atuando em um ponto de um fluido é igual em 
 todas as direções e pode ser definida pela componente 
 normal da força aplicada por unidade de área de 
 superfície.
	Equipamentos como manômetros medem a pressão tomando a pressão atmosférica como referência, a essa medida dá-se o nome de pressão manométrica. 
	É conveniente deixar claro que a unidade de pressão, o pascal (Pa), vem da sua própria definição, ou seja, força (expressa em newton) dividida pela área (expressa em metros quadrados).
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TIPOS DE PRESSÃO
Pressão Atmosférica Normal ou Padrão: É a pressão média ao nível do mar.
	O físico italiano Evangelista Torricelli (1608-1647) realizou uma experiência para determinar a pressão atmosférica ao nível do mar. Ele usou um tubo de aproximadamente 1,0 m de comprimento, cheio de mercúrio (Hg) e com a extremidade tampada. Depois, colocou o tubo , em pé e com a boca tampada para baixo, dentro de um recipiente que também continha mercúrio. 
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EXPERIÊNCIA DE TORRICELLI
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EXPERIÊNCIA DE TORRICELLI
	Torricelli observou que, após destampar o tubo, o nível do mercúrio desceu e estabilizou-se na posição correspondente a 76 cm, restando o vácuo na parte vazia do tubo. 
	Na figura anterior, as pressões nos pontos A e B são iguais (pontos na mesma horizontal e no mesmo líquido). A pressão no ponto A corresponde à pressão da coluna de mercúrio dentro do tubo, e a pressão no ponto B corresponde à pressão atmosférica ao nível do mar: 
pB = pA patm = pcoluna(Hg) 
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EXPERIÊNCIA DE TORRICELLI
	Como a coluna de mercúrio que equilibra a pressão atmosférica é de 76 cm, dizemos que a pressão atmosférica ao nível do mar equivale à pressão de uma coluna de mercúrio de 76 cm. Lembrando que a pressão de uma coluna de líquido é dada por d.g.h (g = 9,8 m/s2), temos no SI : 
p0 = 76cmHg = 760mmHg = 1,033Kgf/cm2 = 10328Kgf/m2 = 1atm = 1,01x105 Pa
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TIPOS DE PRESSÃO
2) Atmosfera Técnica. Metros de Coluna de Água (MCA):
	Para simplificar, é costume adotar
	po = 10000Kgf/m2 = 1Kgf/cm2, que é chamada de atmosfera técnica (atm)
	Se, em vez do mercúrio, Torricelli tivesse usado a água (y = 1000Kgf/m3), o valor da atmosfera técnica corresponderia a 10mca (10 metros de coluna de água).
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TIPOS DE PRESSÃO
3)Pressão Atmosférica Local (p0): 
	É a força exercida pela atmosfera na superfície terrestre. Esta força equivale ao peso dos gases que estão presentes no ar e que compõem a atmosfera.
	
	A pressão atmosférica pode variar de um lugar para o outro, em função da altitude e das condições meteorológicas (como a umidade e a densidade do ar). Quanto mais alto o local, mais rarefeito é o ar e, portanto, menor a pressão atmosférica.
O instrumento que mede a pressão atmosférica é o barômetro.
 
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TIPOS DE PRESSÃO
4) Pressão Efetiva (Relativa): É determinada tomando-se como referência a pressão atmosférica local. Para medi-la, usam-se instrumentos denominados manômetros; por essa razão, a pressão efetiva é também chamada de pressão manométrica. A maioria dos manômetros é calibrada em zero para a pressão atmosférica local. Também conhecida como pressão manométrica.
Assim, a leitura do manômetro pode ser positiva (quando indica o valor da pressão acima da pressão atmosférica local) ou negativa (quando se tem um vácuo, ou seja, menor que a pressão atmosférica local), nula quando for igual a pressão atmosférica local. 
 
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TIPOS DE PRESSÃO
 5) Pressão Absoluta: É a soma da pressão efetiva e atmosférica. No vácuo absoluto, a pressão absoluta é zero e, a partir daí, será sempre positiva.
pabsoluta = pefetiva + p0
	
	Importante: Ao se exprimir um valor de pressão, deve-se determinar se a pressão é relativa ou absoluta.
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PRESSÃO
Pressão atmosférica normal
 Ponto
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UNIDADES DE PRESSÃO
14,7psi = 2116lb/ft2 = 29,92inHg = 33,91ftH2O = 1atm = 760mmHg = 1,01x105Pa = 10mca = 10.000Kgf/m2 = 1Kgf/cm2 = 14,7lb/in2
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MANOMETRIA
Manometria é o estudo dos manômetros.
Manômetros são 
 dispositivos utilizados na medição de pressão efetiva em função das alturas das colunas líquidas.
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DEFINIÇÕES
Manômetro: é um instrumento para medir a “ pressão efetiva” .
Vacuômetro: é um manômetro que indica as “pressões efetivas negativas”, bem como as positivas e nulas.
Piezômetro: também chamado de tubo piezométrico, é a mais simples forma de manômetro.
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DEFINIÇÕES
d) Barômetro: mede o valor absoluto da pressão atmosférica.
e) Altímetro: é o barômetro construído especialmente para a obtenção de altitudes, como por exemplo, as de uma aeronave em relação ao nível do mar.
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CLASSIFICAÇÃO DOS MANÔMETROS
A) Manômetro de coluna líquida:
Piezômetro simples ou manômetro aberto;
Tubo em U;
Manômetro diferencial;
Manômetro de tubo inclinado.
 B)Manômetro metálico ou Bourdon.
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 MANÔMETRO ABERTO OU PIEZÔMETRO
Consiste de um tubo transparente ligado ao interior do recipiente que contém o líquido. A altura do líquido acima do ponto dá diretamente a pressão nesse ponto.
	
Esse tipo de manômetro é usado para medir pequenas pressões.
p = .h
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Outros modelos: Tubo em U
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Outros modelos: Manômetro Diferencial
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Outros Modelos: Manômetro Tubo Inclinado
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EQUIPAMENTOS PARA MEDIDA DAS PRESSÕES
 
MANÔMETRO TIPO BOURDON EM BANHO DE GLICERINA
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EQUIPAMENTOS PARA MEDIDA DAS PRESSÕES
MANÔMETRO DIGITAL 
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EQUIPAMENTOS PARA MEDIDA DAS PRESSÕES
MANÔMETROS TIPO TUBO EM U FEITOS
 COM MANGUEIRA PLÁSTICA TRANSPARENTE
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EQUIPAMENTOS PARA MEDIDA DAS PRESSÕES
MANÔMETROS TIPO TUBO EM U FEITOS COM
 TUBOS DE VIDRO
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TEOREMA DE STEVIN
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TEOREMA DE STEVIN
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PRINCÍPIO DE PASCAL
 	
“Em qualquer ponto no interior de um líquido em repouso, a pressão é a mesma em todas as direções” 
OU
 	
“As pressões exercidas pelos líquidos em repouso são normais às superfícies e se transmitem com igual intensidade em todas as direções”
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PRINCÍPIO DE PASCAL
Fx1
Fx2
Fy1
Fy2
Esquema das forças que atuam em um elemento de uma massa líquida em equilíbrio.
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PRINCÍPIO DE PASCAL
 	Se o elemento está em equilíbrio,
  Fx = 0 e  Fy = 0, portanto:
 
px = py 
	A importância desta lei está na 	comunicabilidade das pressões entre 	pontos de uma massa fluida.
	Os elevadores, prensas e freios 	hidráulicos são fundamentados nessa 	lei.
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Regras par problemas que envolvem Manômetros
Começar numa extremidade (ou qualquer menisco se o circuito for contínuo) e escrever a pressão do local numa unidade apropriada ou indicá-la por um símbolo apropriado se a mesma for incógnita;
Somar à mesma a variação de pressão, na mesma unidade, de um menisco até o próximo (com sinal positivo se o próximo menisco estiver mais baixo, com sinal negativo se estiver mais alto);
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Regras par problemas que envolvem Manômetros
3) Continuar desta forma até alcançar a outra extremidade do manômetro (ou o “menisco” inicial) e igualar a expressão à pressão neste ponto, seja a mesma conhecida ou incógnita.
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EXERCÍCIOS DE APLICAÇÃO
1) O manômetro em U mostrado na figura contém óleo, mercúrio e água. Utilizando os valores indicados, determine a diferença de pressões entre os pontos A e B. 
 Dados: H20 = 1000Kgf/m³, Hg = 13600Kgf/m³, óleo = 800Kgf/m³.
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2) Para uma pressão relativa em A de − 10,89 kPa, determine a densidade relativa do líquido manométrico B. Despreze o peso do ar contido entre D e G. 
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3) Para o sistema indicado na figura abaixo, determine a pressão absoluta no tanque.
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4) A câmara de ar indicada na figura abaixo está ligada a uma bomba de vácuo ou a um compressor?
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5) Achar a diferença de pressão entre os tanques A e B na figura abaixo. Dados: 
d1 = 1ft d3 =1,5 ft Hg = 13600Kgf/m3
 d2 = 2 in d4 = 8in H2O = 1000Kgf/m3 
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6) Determine a pressão manométrica em psi no ponto a, se o líquido A tem densidade relativa 0,75 e o B 1,20. O líquido em volta do ponto a é água e o tanque à esquerda está aberto para a atmosfera.