Manometros_Impulsoes

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Licenciatura em Engenharia Civil
1.º ano
INTRODUÇÃO À 
HIDRÁULICA
Manómetros. Impulsão hidrostática sobre corpos 
imersos e flutuantes.
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Manómetros
Manómetros – são dispositivos para medir pressões ou diferenças de
pressão.
Manómetro – É um tubo vertical, ou não, inserido numa conduta através
de um pequeno orifício – orifício piezométrico – que constitui a tomada de
pressão, em que o líquido do tubo entra em contacto com a atmosfera
(manómetro simples) ou com outro líquido (manómetro diferencial).
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Manómetros de líquidos
A medição de pressões por intermédio de Manómetros de Líquidos
constitui uma aplicação simples do princípio fundamental da Hidrostática.
• TUBOS PIEZOMÉTRICOS (PIEZÓMETROS)
O tubo piezométrico é o manómetro de líquidos mais simples. A sua
extremidade inferior é ligada ao orifício piezométrico, praticado junto do
ponto em que se pretende medir a pressão, e a superior fica em contacto
com a atmosfera.
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Orifício 
Piezométrico
Tubo Piezométrico 
Vertical
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Manómetros de líquidos
Se altura h for muito pequena, podem utilizar-se tubos piezométricos
inclinados de um ângulo  (consideravelmente inferior a 90º) relativamente à
horizontal, sempre que se queira aumentar a precisão das medidas.
Se os valores absolutos das pressões pA e pB forem elevados, para não ser
necessário recorrer a tubos piezométricos de grande comprimento pode
utilizar-se o seguinte dispositivo:
M
N
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A B
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Manómetros de líquidos
Os dois tubos são postos em comunicação por intermédio de um terceiro,
munido de uma válvula, T, numa das extremidades. Esta válvula permite
estabelecer ou interromper o contacto com a atmosfera. Estando fechada
quando o líquido entra no manómetro, o ar aí existente é comprimido e
estabelece-se em M e N uma pressão, p0, superior à atmosférica. Se
houver contacto com a atmosfera, o nível atingido é menos elevado, mas a
diferença de cotas, h, permanece a mesma.
M
N
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Manómetros de líquidos
• MANÓMETROS DIFERENCIAIS
O manómetro diferencial de dois
líquidos, utiliza-se sempre que o
desnível, h, entre dois piezómetros
tenha valores muito elevados ou
muito baixos.
É constituído por um tubo em U no
qual se coloca uma certa quantidade
de líquido de peso volúmico diferente
do que está contido no reservatório
ou do que circula no dispositivo em
que se pretende medir a pressão.
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Outros Manómetros
• Manómetro de êmbolo
• Manómetro de diafragma
• Manómetro de foles
• Manómetro do tipo “Bourdon”
• Manómetro de êmbolo
Emprega-se, por exemplo, em prensas
hidráulicas, onde a pressão varia
violentamente, e a precisão é sacrificada
em favor da robustez do instrumento.
A pressão do fluido actua sobre um
pequeno pistão que comprime uma mola.
Permite medir pressões da ordem de 200
kgf.cm-2.
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Outros Manómetros
• Manómetro de diafragma
Possui a forma de cápsulas sobre as quais se faz agir a pressão a
ser medida. A variação da forma do diafragma é transmitida por um
sistema de engrenagens a um ponteiro que se desloca de um ângulo
proporcionalmente à pressão. Pode medir pressões até cerca de 400
psi (28 kgf. cm-2) e vácuos, e é empregado em instalações de
bombeamento, de tratamento de água em filtros, etc.
• Manómetro de fole
O fole é um tubo metálico de paredes delgadas, com
estrangulamentos sucessivos e que, pela sua elasticidade,
pode expandir-se ou contrair-se conforme a pressão a que
está submetido. O deslocamento resultante é usado para
medição de pressão. Usa-se para pressões até 800 psi (56
kgf. cm-2) e vácuos, em instalações de ar condicionado e
outras.
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Outros Manómetros
• Manómetro de “Bourdon”
Consta de um tubo de secção elíptica com forma de
um arco de circunferência, tendo uma extremidade
fechada e a outra aberta, ligado à pressão que se quer
medir.
A pressão exercida no interior do tubo tende a esticá-
lo, aumentando o raio de curvatura e provocando um
movimento na sua extremidade. Esse movimento é
transmitido a um ponteiro, que indicará, em escala
adequada, a pressão aplicada.
Os manómetros de “Bourdon” são os mais
empregados em instalações de bombeamento, tanto
para pressões maiores que a atmosférica (superiores
mesmo a 1000 kgf/cm2) quanto para vácuos. Usa-se
para água, óleo e outros líquidos.
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Impulsão Hidrostática
Impulsão Hidrostática ou IMPULSÃO – Resultante de um sistema de
pressões hidrostáticas sobre uma superfície.
Só em casos particulares um sistema de forças (sistema de forças
paralelas e sistema de forças concorrentes) admite como resultante uma
força única.
Assim, só se define impulsão hidrostática relativamente a superfícies
especiais (superfícies planas, calotes esféricas, superfícies de corpos
imersos ou flutuantes, superfícies cilíndricas).
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Impulsão Hidrostática sobre corpos imersos e flutuantes
Teorema de Arquimedes – define a impulsão exercida por um fluido em repouso
sobre um corpo imerso ou sobre um corpo flutuante.
“Todo o corpo mergulhado num fluido em repouso recebe da parte deste uma
impulsão vertical, de baixo para cima, igual ao peso do volume de fluido
deslocado”.
Demonstração do TEOREMA de ARQUIMEDES:
Considere-se o corpo (imerso ou flutuante) substituído por uma massa fluida limitada por
uma superfície fictícia idêntica à superfície exterior do corpo:
G
G


Os sistemas de forças de pressão agindo sobre
essa superfície fictícia ou sobre a superfície do
corpo são idênticos, podendo calcular-se a sua
resultante pela expressão:
O que demonstra o Teorema de Arquimedes.

G−=
Quando um corpo flutua num líquido, a impulsão
que dele recebe (correspondente ao peso do
volume limitado pelo corpo, abaixo da secção da
sup. Livre) iguala o peso do corpo. Para que o corpo
flutuante esteja em equilíbrio, é necessário que a
impulsão e o peso tenham a mesma linha de acção.
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Impulsão Hidrostática sobre corpos imersos e flutuantes
Considere-se a figura:
A força F’, que actua na superfície do corpo (representada em corte por EAH) é igual ao peso do fluido
que ocupa o volume definido por CDHAE, enquanto que a força F’’ ( que actua na superfície inferior
representada, em corte, por EBH) é numericamente igual e directamente oposta ao peso do fluido que
ocupa o volume CDHBE. A impulsão, ou seja, a diferença entre estas duas forças, é então, igual ao
peso do fluido que ocupa o volume EAHB, ou seja, o volume V, do corpo,
I =  V = Peso
Se quando o corpo se encontra totalmente submerso, a força de impulsão,  V , for maior que o seu
peso P, o corpo emergirá até que o volume da parte mergulhada atinja um valor V1, tal que:
 V1 = Peso
Daqui o poder afirmar-se igualmente que o peso de um corpo parcialmente imerso e flutuando num
líquido é igual ao peso do volume de líquido que ele desloca.
'F
''F
P
A
B
E
H