CALDEIRAS E VASOS SOB PRESSO

Download CALDEIRAS E  VASOS SOB PRESSO

Post on 06-Jul-2015

319 views

Category:

Documents

1 download

TRANSCRIPT

CALDEIRAS E VASOS SOB PRESSO 1. DefinioCaldeiras a vapor so equipamentos destinados a produzir e acumular vapor sob presso superior atmosfrica, utilizando qualquer fonte de energia,excetuando-se os refervedores e equipamentos similares utilizados em unidades de processo.O vapor pode ser usado em diversas condies tais como: baixa presso, alta presso, saturado, superaqueci-do, etc. Ele pode ser produzido tambm por diferentes tipos de equipamentos nos quais esto includas as caldeiras com diversas fontes de energia.Para efeito da NR-13, sero considerados, como caldeiras todos os equipamentos que simultaneamente geram e acumulam vapor de gua ou outro fluido. Unidades instaladas em veculos como caminhes e navios devero respeitar a esta Norma Regulamentadora nos itens que forem aplicveis e para os quais no exista normalizao ou regulamentao mais especfica. 2.Quem o profissional habilitado? Profissional habilitado (PH) aquele que tem competncia legal para o exerccio da profisso de engenheiro nas atividades Referentes a projeto de construo,acompanhamento de operao e manuteno, inspeo e superviso de inspeo de caldeiras e vasos de presso, em conformidade com a regulamentao profissional vigente no Pas. 3. O que PMTP e PMTA ? PMTP : Presso Mxima de Trabalho Permitida. PMTA : Presso Mxima de Trabalho Admissvel. o maior valor de presso compatvel com o cdigo de projeto, a resistncia dos materiais utilizados, as dimenses do equipamento e seus parmetros operacionais.Esta NR no inclui regras para projeto e pressupe que os equipamentos so construdos de acordo com normas e cdigos de reconhecimento internacional. 4. Que itens faltantes constitui risco grave e emitente em uma caldeira? Constitui risco grave e iminente a falta de qualquer um dos seguintes itens: a) Vlvula de segurana com presso de abertura ajustada em valor igual ou inferior PMTA. b) Instrumento que indique a presso do vapor acumulado c) Injetor ou outro meio de alimentao de gua,independentemente do sistema principal, em caldeiras a combustvel slido. d) Sistema de drenagem rpida de gua, em caldeiras de recuperao de lcalis. e) Sistema de indicao para controle do nvel de gua ou outro sistema que evite o super aquecimento por alimentao deficiente. 5. a) b) c) d) e) f) Que informaes deve conter a placa de identificao? Fabricante. Nmero de ordem dado pelo fabricante da caldeira. Ano de fabricao. Presso Mxima de Trabalho Admissvel. Presso de teste hidrosttico. Capacidade de produo de vapor.g) h)rea da superfcie de aquecimento. Cdigo de projeto e ano de edio.6. Quais itens constituem a documentao da caldeira? a) Pronturio da Caldeira, que contenha as seguintes informaes: cdigo de projeto e ano de edio; especificao dos materiais; procedimentos utilizados na fabricao, montagem, inspeo final e determinao da PMTA; conjunto de desenhos e demais dados necessrios para o monitoramento da vida til da caldeira; caractersticas funcionais; dados dos dispositivos de segurana; ano de fabricao; categoria da caldeira. b) Registro de Segurana, em conformidade com o item 13.1.7. c) Projeto de Instalao, em conformidade com o item 13.2. d) Projetos de Alterao ou Reparo, em conformidade com os subitens 13.4.2 e 13.4.3. e) Relatrios de Inspeo, em conformidade com os subitens 13.5.11, 13.5.12 e 13.5.13. 7. Como proceder na inexistncia ou extravio do pronturio da caldeira? O Pronturio da Caldeira deve ser reconstitudo pelo proprietrio,com responsabilidade tcnica do fabricante ou de PH,cita dono subitem 13.1.2, sendo imprescindvel a reconstituio das caractersticas funcionais, dos dados dos dispositivos de segurana e dos procedimentos para determinao da PMTA. 8. O que registro de segurana? O Registro de Segurana deve ser constitudo de livro prprio, com pginas numeradas, ou outro sistema equivalente onde sero registradas: a) Todas as ocorrncias importantes capazes de influir nas condies de segurana da caldeira. b) As ocorrncias de inspees de segurana peridicas e extraordinrias, devendo constar o nome legvel e assinatura de PH, citado no subitem 13.1.2, e de operador de caldeira presente na ocasio da inspeo. 9. O que fazer se a caldeira venha ser considerada inadequada para uso ? Caso a caldeira venha a ser considerada inadequada para uso, o Registro de Segurana deve conter tal informao e receber encerramento formal.Caso a caldeira venha ser considerada inadequada para uso futuro, o respectivo Registro de Segurana dever apresentar claramente os motivos pelos quais est sendo adotada tal deciso. O encerramento formal do Registro de Segurana dever ser feito por um PH e comunicado por meio de Relatrio de Inspeo de Segurana Extraordinria Representao Sindical da Categoria Profissional Predominante no Estabelecimento conforme estabelecido no item 13.5.12 e ao rgo regional do MTE caso este tenha exigido a apresentao dos documentos da caldeira anteriormente, conforme previsto no subitem 13.1.6.3.Recomenda-se para estes casos que a caldeira seja inutilizada, antes do descarte, para evitar uso posterior. 10. Quais so as trs categorias de caldeiras? a) Caldeiras da categoria A so aquelas cuja presso de operao igual ou superior a 1960 kPa (19,98 kgf/cm2).b) Caldeiras categoria C so aquelas cuja presso de operao igual ou inferior a 588 kPa (5,99 kgf/cm2) e o volume igual ou inferior a 100 litros. c) Caldeiras categoria B so todas aquelas que no se enquadram nas categorias anteriores. Universidade Catlica de Santos Centro de Cincias Exatas e Tecnolgicas Curso Superior de Tecnologia em Petrleo e GsINSTRUMENTAO DE PROCESSOS INDUSTRIAIS Tema: INSTRUMENTOS DE PRESSO Andr Rodrigo Germano Daniel Gonalves de Oliveira Paulo Rogrio Santos Vieira Thas de Castro Aldea Thas Tiene Gonalves Turma: A 5 Ciclo Sala 134 Perodo Noturno Prof. Me.: Luz Oswaldo Carrapio Santos, 02/jun./2010 Presso RESUMO Como j foi escrito, a instrumentao a cincia que se ocupa em desenvolver e aplicar tcnicas de medio, indicao, registro e controle de processos de transformao, visando otimizao da eficincia dos mesmos. Essas tcnicas so normalmente suportadas teoricamente em princpios fsicos e ou fsico-qumicos e utiliza-se das mais avanadas tecnologias de fabricao para viabilizar os diversos tipos de medio de variveis industriais. Dentre essas variveis encontra-se a presso cuja medio possibilita no s sua monitorao e controle como tambm de outras variveis tais como nvel, vazo e densidade. Assim, sua compreenso bsica para o entendimento de outras reas da instrumentao. PALAVRAS-CHAVE Presso, instrumentao, hidrosttica, manmetros. LISTA DE FIGURAS |Figura 1: Princpio do barmetro de mercrio........................................ |12 | |Figura 2: Fluido em repouso................................................................... | |Figura 3: Fluido em movimento.............................................................. | |Figura 4: Presso esttica, dinmica e total........................................... 20 | |Figura 5: Diferencial em uma restrio................................................... 21 | |Figura 6: Presso diferencial em um reservatrio.................................. |22 | |Figura 7: Manmetro de coluna em U.................................................. |23 ||19 |19 | ||Figura 8: Reservatrio para Teorema de Stevin..................................... |24 | |Figura 9: Manmetro de coluna em U.................................................. |26 | |Figura 10: Manmetro de coluna inclinada............................................. |28 | |Figura 11: Manmetro de Bourdon em C............................................... |29 | |Figura 12: Manmetro tipo C, espiral e helicoidal.................................. |29 | |Figura 13: Esquema de ajuste do manmetro de Bourdon.................... |31 | |Figura 14: Manmetro de diafragma...................................................... 32 | |Figura 15: Fole com mola oposta........................................................... | |Figura 16: Elemento com foles opostos................................................. 33 | |Figura 17: Princpio de funcionamento, conforme Pascal...................... |36 | |Figura 18: Princpio de Pascal................................................................ | |Figura 19: Mquina de teste. Princpio de Pascal.................................. |37 | |Figura 20: Teste com peso morto........................................................... | |Figura 21: Teste com manmetro padro.............................................. |38 | |Figura 22: Equao de resistncia eltrica............................................. 40 | |Figura 23: Princpio trao e compresso.............................................. 41 | |Figura 24: Esquema de variao de resistncia..................................... |41 | |Figura 25: Sensor por silcio ressoante.................................................. 42 | |Figura 26: Sensor por silcio ressoante.................................................. 42 | |Figura 27: Sistema de ressonncia do sensor de silcio........................ |43 | |Figura 28: Circuito eletrnico equivalente.............................................. 44 | |Figura 29: Sistema de sensor piezoeltrico............................................ 46 | LISTA DE GRFICO |Grfico 1: Variao da freqncia com a presso................................. |45 | LISTA DE TABELAS| |33 ||36|38| || || ||Tabela 1: Fatores de converso de presso.......................................... 15 | |Tabela 2: Massa especfica para gua, mercrio e lcool etlico.......... |17 | |Tabela 3: Peso especfico de alguns lquidos........................................ 18 | SUMRIO |1 INTRODUO.................................................................................... | |2 HIDROSTTICA................................................................................. | |2.1 Conceito e definio de presso...................................................... | |2.2 Presso atmosfrica........................................................................ | |2.3 Medio e presso atmosfrica....................................................... | |2.4 Unidades de medida de presso..................................................... 13 | |2.5 Presso absoluta e relativa.............................................................. | |2.5.1 Presso efetiva ou presso relativa ou presso manomtrica..... |13 | |2.5.2 Presso absoluta.......................................................................... | |2.5.3 Diagrama comparativo entre as escalas relativa e absoluta......... |14 | |3 DENSIDADE E PESO ESPECFICO DOS FLUIDOS........................ |15 | |3.1 Densidade absoluta ou massa especfica........................................ |15 | |3.2 Peso especfico................................................................................ | |3.3 Relao entre massa especfica e peso especfico......................... |16 | |3.4 Densidade relativa........................................................................... | |3.5 Influncia da temperatura................................................................ | |3.6 Tipos de presso.............................................................................. | |3.6.1 Presso esttica............................................................................ | |3.6.2 Presso dinmica ou cintica....................................................... | |3.6.3 Presso total................................................................................. | |08 |10|||10 |11 |11 | |13|14|16|17 |17 |18 |18 |19 |20|3.6.4 Presso diferencial........................................................................ |20 | |4 MANMETROS.................................................................................. |22 | |4.1 Manmetro de coluna de lquido...................................................... | 22 | |4.1.1 Tipos............................................................................................. |22 | |4.2 Princpio de funcionamento.............................................................. |23 | |4.2.1 Teorema de Stevin........................................................................ |23 | |4.3 Manmetro de coluna em U............................................................. |26 | |4.4 Manmetro de coluna reta............................................................... |27 | |4.5 Manmetro de coluna inclinada....................................................... | 27 | |4.6 Manmetro de tubo de Bourdon.................................... |28 | |4.6.1 Tubo de Bourdon em C |28 | |4.6.2 Tipos de tubos Bourdon.............................................................. |29 | |4.6.3 Manmetro de Bourdon espiral..................................................... | 29 | |4.6.4 Manmetro de Bourdon helicoidal................................................ |30 | |4.6.5 Fatores de erro em Bourdon......................................................... |30 | |4.6.5.1 Temperatura............................................................................... |30 | |4.6.5.2 Presso atmosfrica.................................................................. |30 | |4.6.6 Mtodo de ajuste de manmetro (genrico)................................. |30 | |4.6.6.1 Objetivo...................................................................................... |30 | |4.6.6.2 Procedimento............................................................................. |31 | |4.7 Manmetro de diafragma................................................................. |32 | |4.7.1 Metlicos....................................................................................... |32 | |4.7.2 No-metlicos............................................................................... |32 | |4.8 Manmetros de fole......................................................................... |32 | |4.8.1 Foles com mola oposta................................................................. |33 ||4.8.2 Foles opostas................................................................................ | |5 EMPREGO DOS ELEMENTOS ELSTICOS |34 | |6 MTODO PARA ENSAIO DE MANMETROS................................. |34 | |6.1 Caractersticas dos manmetros de ensaio (padro)...................... |34 | |6.2 Classificao de manmetro (pela exatido)................................... |35 | |6.3 Mquina de teste para instrumento de presso............................... |35 | |6.4 Princpio de funcionamento.............................................................. | |6.4.1 Princpio de Pascal....................................................................... | |6.5 Transmisso de presso em um lquido.......................................... |36 | |6.6 Outros sensores............................................................................... | |6.6.1 Sensor capacitivo.......................................................................... | |6.6.2 Sensor Strain-Gauge.................................................................... | |6.6.3 Sensor por silcio ressonante........................................................ | |6.6.3.1 Construo do sensor................................................................ | |6.6.4 Sensor piezoeltrico...................................................................... | | | |7 CONSIDERAES FINAIS................................................................ |47 | |REFERNCIAS...................................................................................... | 1 INTRODUO|33|35 |35|38 |38 |39 |41 |42 |45 | |48Presso a grandeza dada pela intensidade da fora aplicada sobre uma superfcie, por unidade de rea. A unidade de medida da presso o Pa (Pascal), que igual fora (newton) / rea (m2). Contudo, so empregadas vrias outras medidas de presso, como a atmosfera (101325 Pa), o bar (100000 Pa) e o milmetro de mercrio (mmHg = 133,322 Pa). A massa uma propriedade da matria e, para um determinado volume, depende da natureza da substncia, seu estado fsico, sua temperatura e da presso a qual est sendo submetida. Podemos verificar como varia a massa com as diferentes substncias, medindo a massa da unidade de volume. Assim, se tomarmos os metais magnsio, alumnio, ferro e chumbo e determinarmos a massa de 1 cm3 de cada um deles, encontramos respectivamente os valores: 1,74 g; 2,7 g; 7,85 g; 11,3 g. Esses valores, caractersticos de cada um dessesmetais, e chamados de massa especfica, so sempre expressos como uma relao entre massa e volume: g/cm3 , kg/dm3, etc. Todos ns vivemos no interior da grossa capa de ar que cobre toda a superfcie do nosso planeta: a atmosfera. Se estivermos numa praia, ao nvel do mar, a presso da atmosfera sobre ns ser aproximadamente a mesma que uma coluna de mercrio, com 76 cm de altura, exerce sobre a sua base. Essa presso diminui, porm, quando subimos ao topo de uma montanha, porque naquele ponto h menos quantidade de ar sobre nossas cabeas. A 10.000 m de altitude, a presso atmosfrica muito baixa. Ali h to pouco ar que no se pode respirar sem a ajuda de um equipamento de oxignio. Os avies que voam a essa altura possuem cabines pressurizadas, que mantm internamente uma presso atmosfrica parecida com a que temos ao nvel do mar. A presso atmosfrica medida com instrumentos chamados barmetros e igual a 1 kg/cm2. A gua do mar exerce uma presso, da mesma forma que a atmosfera. Nos pontos mais fundos do oceano a presso da gua atinge vrias toneladas por cm2. Se mergulhssemos at aquelas profundidades sem uma proteo adequada, seramos esmagados pela presso da gua. Como o ar e a gua, todos os fluidos exercem presso. Esse efeito faz funcionar as mquinas hidrulicas. Por exemplo, quando o motorista pisa no pedal do freio, ele empurra um pisto que cria alta presso num sistema de tubos cheios de leo. Na extremidade final dos tubos a presso do leo movimenta as lonas do freio e faz as rodas do carro parar. Essa presso hidrulica usada tambm para acionar prensas que exercem presses de milhares de toneladas, macacos hidrulicos capazes de erguer pesos colossais, ou at mesmo grandes perfuradoras. Na indstria a alta presso utilizada em muitos processos de produo, incluindo a refinao do petrleo e a fabricao de objetos de matria plstica. Na vida diria, usa-se o ar sob presso para inflar os pneumticos dos veculos e as bolas dos jogos esportivos. 2 HIDROSTTICA A hidrosttica estuda as propriedades dos fluidos em repouso. A hidrodinmica estuda os fluidos em movimento. Fludo uma substancia que pode escoar e, dessa forma, o termo inclui lquidos, gases e vapores, que se diferenciam profundamente quanto compressibilidade: um gs ou um vapor podem ser facilmente comprimidos, enquanto os lquidos so praticamente incompreensveis. Portanto, as principais caractersticas dos lquidos so: a) no possuem forma prpria; b) so incompreensveis. 2.1 Conceito e definio de presso Quando uma fora aplicada de forma distribuda sobre uma superfcie, dizemos que existe uma presso exercida nessa superfcie. A presso p exercida sobre uma superfcie igual ao quociente da fora F aplicada perpendicularmente a rea A da superfcie: [pic] Caso a fora aplicada no seja perpendicular a superfcie, preciso calcular a fora equivalente FP aplicada perpendicularmente. FP ser igual ao produto da fora F pelo seno do ngulo de inclinao entre a superfcie e a direo da fora F aplicada, ou seja: FP = F . sen . Portanto, a frmula para calcular a presso nesse caso :A presso de um lquido ou um gs sobre uma superfcie a fora que este fluido exerce perpendicularmente sobre a unidade de rea dessa superfcie. 2.2 Presso atmosfrica Imaginando, por exemplo, um mergulhador a uma dada profundidade, a presso exercida pela gua sobre ele a mesma seja qual for a direo em que nade. Entretanto, se ele mergulhar mais fundo, seu corpo sofrer uma compresso maior porque aumenta o peso da coluna de gua acima dele. A palavra atmosfera designa a camada gasosa que envolve o globo terrestre. Considerando que o globo envolvido por uma camada de ar com uma espessura considervel de 50 km, podemos afirmar que vivemos submersos em um fluido que exerce uma fora em toda superfcie da terra. Esta presso chamada de presso atmosfrica ou baromtrica. A presso atmosfrica normal, medida ao nvel do mar a uma latitude de 45 sob ao de uma acelerao da gravidade de 9,80665 m/s2, a presso capaz de equilibrar uma coluna de mercrio de 760 mm, quando o mercrio esta a uma temperatura de 0 C. 2.3 Medio da presso atmosfrica Em 1643, Torricelli inventou o primeiro barmetro, que permitiu medir a presso exercida sobre a terra pelas camadas gasosas que a envolvem. Para realizar esse aparelho, usa-se um tubo de vidro (figura) com o comprimento em torno de 90 cm, fechado em uma das extremidades. O tubo dever ser lavado com cido e secado em vcuo, aps o que, cheio de mercrio puro e seco. [pic] Figura 1: Princpio do Barmetro de mercrio Emborcando o tubo de vidro, com o polegar obstruindo a extremidade aberta, e colocando-o num vasilhame contendo mercrio puro, nota-se que o mercrio desce no tubo e se estabiliza a uma certa altura. Atravs de uma rgua graduada em milmetros, tende a parte inferior pontiaguda tocando na superfcie do mercrio contido no vasilhame, mede-se a presso atmosfrica em milmetros de mercrio. As presses exercidas em A e B so iguais, pois esto no mesmo nvel, no mercrio. A presso exercida em A a presso atmosfrica; a presso exercida em B a presso da coluna de mercrio. Desde que as presses em A e B so iguais, a presso atmosfrica igual presso exercida pela coluna de mercrio. Ao lado do barmetro, coloca-se um termmetro para eliminar o erro devido dilatao do mercrio sob a ao da leitura exata. necessrio conhecer outras influncias de ordem local, tais como latitude, altitude e aquela prpria de cada instrumento, proveniente da depresso capilar. 2.4 Unidades de medida de presso Basicamente, a unidade de medida de presso ser uma unidade de fora sobre uma unidade de rea. Desse modo, podemos ter: N/m2 (newton por metro quadrado), chamada de pascal [Pa]; 1N/m2 = 1Pa; Mltiplos do pascal, como kPa (quilopascal) e MPa (megapascal); kgf/cm2 (quilograma fora por centmetro quadarado); kgf/m2 (quilograma fora por metro quadrado); lbf/pol2 (libra fora por polegada quadrada) = psi (Pound Square Inch); dyn/cm2 (dina por centmetro quadrado), chamada de bria; Bar, equivalente a 106 brias.No entanto, a presso pode ser medida pela altura de uma coluna de lquido necessria para equilibrar a presso aplicada. Dessa forma, podemos ter: mmHg (milmetros de mercrio); cmHg (centmetros e mercrio); inHg (polegadas de mercrio); pHg (ps de mercrio); mmca (milmetros de coluna de gua); mca (metros de coluna de gua); inca (polegadas de coluna de gua). A presso tambm pode ser mantida tornando-se como referencia a presso atmosfrica, onde uma atmosfera (1 atm) equivale a presso atmosfrica ao nvel do mar na latitude 45. 2.5 Presso absoluta e relativa 2.5.1 Presso efetiva ou presso relativa ou presso manomtrica a presso medida em relao presso atmosfrica existente no local, podendo ser positiva ou negativa. A presso efetiva recebe ainda o nome de presso relativa ou presso manomtrica. Quando se fala em presso relativa ou efetiva, subtende-se que a presso medida tomando-se por referencia a presso atmosfrica; e o VCUO, como sendo uma presso negativa em relao presso atmosfrica. Quando aplicamos uma presso de 20 psi no pneu de um automvel, chamamos essa presso de relativa, porque ela medida em relao presso atmosfrica. Esvaziando o pneu, teremos, no mesmo, a presso atmosfrica, isto , zero de presso relativa ou efetiva. Convencionou-se que toda medio de presso indique simplesmente o seu valor, ficando implcito que se trata de relativa. 2.5.2 Presso absoluta a presso medida a partir do vcuo perfeito, ou seja, a partir do zero absoluto de presso. Para se diferenciar a unidade de medida de presso absoluta, adiciona-se um ndice a ou ABS a unidade de medida de presso. Exemplo; Presso relativa: 2 atm, 5 psi, 14 kgf/cm2 Presso absoluta: 2atma, 5 psia, 14 kgf/cm2a, 25 BarABS 2.5.3 Diagrama comparativo entre as escalas relativa e absoluta O diagrama a seguir mostra claramente que, para cada presso, podem ser atribudas duas medidas diferentes, dependendo da escala escolhida. [pic] A presso absoluta a soma da presso relativa com uma presso equivalente a 1 atm, ou seja: Exemplos: 3 atma = 2 atm + 1 atm 54,697 psia = 40 psi + 14,697 psi , pois 1 atm = 14,697 psi O que importante observar que, na escala relativa, poderemos ter presses negativas, isto , inferiores presso atmosfrica. Tais presses como vimos, chamaremos de vcuo. Nunca teremos, porm, presses absolutas negativas, pois a menor presso absoluta que se pode alcanar o zero absoluto, indicador do vcuo perfeito.Tabela 1 Fatores de converso de presso |Para |De |Temperatura (C) |gua (H2O) |Mercrio (Hg) (96%) | |0 |999,78 |13595,08 |-|4 |1000 |13585,17 |-|10 |999,75 |13570,33 |809,91 | |15,56 |999,08 |13556,61 |-|20 |998,28 |13545,68 |801,38 | |25 |997,12 |13533,38 |797,06 | Tabela 3 Peso especfico de alguns lquidos |Lquido | (kgf / m3) m3) | |cido clordrico |1190 | |cido ntrico |1520 | |cido sulfrico |1850 680 a 760 | |Acetona (20C) |790 | |lcool etlico (15C) |790 13600 | |lcool metlico (4C) |810 910 | |gua destilada (4C) |1000 900 a 930 | |gua do mar |1027 | |guas residuais |1001 a 1005 |920 | |Azeite |840 a 941 | |Resina (0C) |900 | |Clorofrmio |1520 820 | |Cerveja |1020 a 1040 2650 | |Essncia de terebintina |870 |---------------| 3.6 Tipos de presso |Lquido |ter etlico (0C) |Glicerina |Gasolina (15C) |Leite (15C) |Mercrio (15c) |leo de oliva |leo lubrificante |leo de cnfora| | |lcool Etlico | | || (kgf / |740 |1280 | |1030 | | | |910|leo de algodo (15C) |leo de rcino |Petrleo (20C) |Querosene |Vinho |--------------------------------|970 |930 |790 a |2450 aToda vez que tivermos um fluido escoando em um duto, devido ao de um ventilador, bomba, exaustor, etc., devemos considerar trs tipos de presso: 3.6.1 Presso esttica o peso por unidade de area exercida por um fluido em repouso ou que esteja fluindo perpendicularmente tomada de impulso. [pic] Figura 2: Fluido em repouso [pic] Figura 3: Fluido em movimento 3.6.2 Presso dinmica ou cintica a presso exercida por um fluido em movimento. medida fazendo a tomada de impulso de tal forma que recebe o impacto do fluxo. A expresso resultante da fora viva do fluido pode ser calculada pela frmula: Pd = presso dinmica = massa especfica do fluido V = velocidade do fluido = peso especfico do fluido g = gravidade 3.6.3 Presso total a soma das presses esttica e dinmica. O instrumento que mede as presses esttica, dinmica e total o tubo de Pitot. [pic] Figura 4: Presso esttica, dinmica e total 3.6.4 Presso diferencial a diferena entre duas presses, tambm chamada de p (delta p). A diferena entre duas presses p1 e p2 equivale presso diferencial p: p = p1 p2 Criando-se um obstculo passagem do fluido, pode-se obter um diferencial de presso. [pic] Figura 5: Diferencial em uma restrio No caso da figura anterior, existe uma diferena entre a presso na entrada da placa de orifcio e a presso na sada. J no exemplo que se segue, tem-se o p obtido da diferena entre dois pontos tomados em um tanque. [pic] Figura 6: Presso diferencial em um reservatrio 4 MANMETROS O instrumento mais simples para se medir o manmetro, que pode ter vrios elementos sensveis e que podem ser utilizados tambm por transmissores e controladores.4.1 Manmetros de coluna de lquido Um manmetro de coluna de lquido constitudo por um tubo de vidro, da seo circular e uniforme, contendo um lquido de densidade conhecida. A coluna se apresenta sempre associada a uma escala, cuja graduao aparece em milmetros em milsimos de polegada. 4.1.1 Tipos Existem trs tipos de colunas: - Coluna em U - Coluna reta - Coluna inclinada Os manmetros de coluna podem ser utilizados para medir presso positiva, presso negativa (vcuo) ou presso diferencial. [pic] Figura 7: Manmetro de coluna em U 4.2 Princpio de funcionamento 4.2.1 Teorema de Stevin Enunciado do Teorema de Stevin: diferena de presso entre dois pontos de um fluido em repouso igual ao produto do peso especifico do fluido pela diferena de cota entre os dois pontos. Segue ento que todos os pontos situados na profundidade h, em um recipiente, esto submetidos a uma igual presso. Temos ento planos paralelos na superfcie livre do liquido, cujos pontos tm, todos, a mesma presso. Consideremos os tanques abaixo cheios de gua: [pic] Figura 8: Reservatrios para Teorema de Stevin Volume do tanque A = 2 m3 Volume do tanque B = 1 m3 Volume do tanque C = 4 m3 1000 kgf Peso da gua no tanque A: m3 1000 kgf Peso da gua no tanque B: m3 1000 kgf Peso da gua no tanque C: m3 Presso no fundo dos tanques: p Presso = . 4m3 = 4000 kgf . 1m3 = 1000 kgf . 2m3 = 2000 kgfA 2000 kgf Tanque A: pA = 1 m2 1000 kgf Tanque B: PB = 0,5 m2 4000 kgf Tanque C: pC = 2 m2 Conclui-se, portanto, que a presso no fundo dos tanques possui o mesmo valor. Em seguida, temos a demonstrao matemtica do conceito do Teorema de Stevin: Presso = Fora = Peso = p rea rea A = 2000 kgf / m2 = 2000 kgf / m2 = 2000 kgf / m2Peso = Peso especfico . volume = . V Ento: p=P = .V A A Mas, V = rea . altura = A . h, resultando: p=.A.h A = .hPresso no fundo do tanque = . h Conclui-se, portanto, que a presso no fundo dos tanques possui o mesmo valor. Esta expresso chamada de carga de presso, sendo dada pelo Teorema de Stevin. A expresso p = . h muito importante em instrumentao, na medida de nvel de tanques. Ela simplifica os clculos, porque, para determinar-se a presso, basta apenas o peso especifico do lquido e da altura da coluna lquida. Uma variao do Teorema de Stevin a seguinte: p = dr . h Onde: dr a densidade relativa. No entanto, a unidade de medida de presso quando se usa essa frmula a unidade de medida da altura h em coluna de gua (ca), independente do lquido ou do valor de seu peso especfico. Ou seja: Se h for em metros, a unidade de presso ser em metro de coluna de gua (mca); se for em polegadas, a unidade de presso ser a polegada de coluna de gua (inca). 4.3 Manmetro de coluna em U A presso medida em manmetro de coluna em U dada pelo Teorema de Stevin:p = p1 p2e p = . hportanto: p1 p2 = . h[pic] Figura 9: Manmetro de coluna em U Se p1 for igual a p2, ento p = 0 e o nvel nos dois ramos da coluna ser o mesmo. Quando p1 for diferente de p2, ento o nvel nos dois ramos da coluna ser diferente. Como os dimetros dos ramos da coluna so iguais, o volume de lquido que sai de um ramo igual ao volume de lquido que entra no outro ramo, de modo que a variao do nvel num dos ramos da coluna proporcional ao p aplicado coluna. Isto permite que uma escala seja montada para m,Edir a presso na coluna diretamente por meio da variao de nvel em apenas um dos ramos, no sendo necessrio medir a altura entre os nveis nos dois ramos. Se o peso especfico do lquido for constante, ento a presso medida ser diretamente proporcional variao do nvel do lquido num dos ramos, o que permite que a escala da coluna seja graduada em unidades de presso, possibilitando a leitura direta da presso medida, sem a necessidade de se fazer clculos para se obter a presso. O zero da escala de presso assim construda ser o ponto onde os nveis nos ramos sejam iguais. A presso medida diretamente por meio da variao do nvel em um nico ramo de uma coluna em U com ramos de mesmo dimetro dada por: p1 p2 = 2 . . x, onde x o nvel de um dos ramos da coluna. 4.4 Manmetros de coluna reta Nesse manmetro, os ramos da coluna possuem dimetros diferentes, e o ramo maior, onde se faz a leitura do nvel, normalmente aberto para a atmosfera, enquanto que a presso aplicada no ramo menor. A presso medida pela variao da altura no ramos maior ser: (d2) p = . h . 1 + (D) onde: d a medida do dimetro do ramo maior D a medida do dimetro do ramo menor 4.5 Manmetro de coluna inclinada Nesse manmetro, os ramos da coluna possuem dimetros diferentes, e o ramo maior, onde se faz a leitura do nvel, inclinado, enquanto que a presso aplicada no ramo menor. A presso medida pela variao da altura no ramo maior ser: (d2) p = . h . 1 + . cos (D) onde: d a medida do dimetro do ramo maior D a medida do dimetro do ramo menor o ngulo de inclinao entre o plano horizontal e o ramo maior [pic] Figura 10: Manmetro de coluna inclinada 4.6 Manmetros de tubo de Bourdon 4.6.1 Tubo de Bourdon em CConsiste de um tubo metlico (Bourdon) de paredes finas, achatado para formar uma seo elptica e recurvado para formar um segmento de circulo. Uma extremidade acha-se adaptada para ligao com a fonte de presso, a outra esta selada e pode-se movimentar livremente. A presso do tubo atua sobre a seo elptica, forando-a a assumir a forma circular, ao mesmo tempo em que o tubo recurvado tende a desenrolar. Por serem estes movimentos muito pequenos, so amplificados por um dispositivo formado por uma coroa e um pinho, o suficiente para girar o eixo de um ponteiro em redor de uma escala graduada, calibrada em unidades de presso. [pic] Figura 11: Manmetro de Bourdon em C 4.6.2 Tipos de tubos Bourdon Quanto forma, o tubo de Bourdon pode se apresentar nas seguintes formas: tipo C, espiral e helicoidal. [pic] Figura 12: Tipo C, espiral e helicoidal 4.6.3 Manmetros de Bourdon espiral Estes manmetros utilizam o tubo de Bourdon achatado formando uma espiral com diversas voltas. Como a presso aplicada a extremidade aberta, a espiral tende a desenrolar transmitindo um movimento grande extremidade livre. Por meio de uma ligao simples o movimento transferido ao brao de um ponteiro, no havendo necessidade de coroa e de pinho, como no caso anterior. 4.6.4 Manmetro de Bourdon helicoidal similar ao tipo espiral, sendo que o tubo achatado de Bourdon enrolado em forma de hlice com quatro a cindo voltas completas. O Bourdon helicoidal usado para registradores de temperatura e presso. 4.6.5 Fatores de erro em Bourdon 4.6.5.1 Temperatura As variaes de temperatura ambiente so responsveis pela variao na deflexo do tubo de Bourdon. A maioria dos materiais tem seu mdulo de elasticidade diminudo com a temperatura. O NI-SPAN uma exceo pois possui mdulo de elasticidade constante. Existe, portanto h possibilidade de, para uma mesma presso, o Bourdon apresentar diferentes deflexes pela simples variao de temperatura ambiente. A correo deste erro feita atravs de um bimetlico ao mecanismo. 4.6.5.2 Presso atmosfrica O Bourdon pode apresentar erro com a mudana de presso atmosfrica, principalmente quando ocorre a variao de temperatura ambiente. 4.6.6 Mtodo de ajuste de manmetros (genrico) 4.6.6.1 Objetivo Esse mtodo procura descrever os procedimentos bsicos para o ajuste (calibrao) de manmetros de tubo de Bourdon. Esse mtodo adequado para amaioria dos manmetros encontrados em ambiente industrial e mesmo para outros tipos de instrumentos. No entanto, convm lembrar que os procedimentos para ajuste podem diferir de um fabricante para outro, sendo ento de grande importncia as informaes obtidas de manuais, catlogos e junto ao fabricante do instrumento. importante notar que o procedimento recomendado pelo fabricante pode ate mesmo ser diferente do procedimento aqui descrito. 4.6.6.2 Procedimento Basicamente, os manmetros possuem trs ajustes: zero, span e linearidade (ou angularidade). Ao juste de zero serve para fazer com que uma presso correspondente a 0% do span da faixa de trabalho produza uma leitura de 0% do span de medida. O ajuste de span serve para fazer com que uma presso correspondente a 100% do span da faixa de angularidade serve para fazer com que um valor de presso medido entre 0% e 100% da faixa de trabalho corresponda ao valor real da presso aplicado. A exatido obtida no instrumento de medio ir depender fundamentalmente da exatido garantida pelo fabricante, das condies das peas do instrumento e do cuidado ao se efetuar o ajuste. Para o ajuste do instrumento deve-se seguir os seguintes passos: 1. Aplicar o valor de presso de 0% da faixa de trabalho e ajustar o zero do instrumento; 2. Aplicar o valor de 100% da faixa de trabalho e ajustar o span; 3. Reajustar o zero; 4. Reajustar o span; 5. Refazer os passos 3 e 4 at que o zero e o span no saiam mais do ajuste; 6. Aps o ajuste de zero e de span, verificar se os valores de 25%, 50% e 75% da faixa de trabalho esto ajustados. Se esses pontos estiverem com um desvio maior do que o recomendado pelo fabricante, fazer o ajuste de angularidade e repetir todos os passos anteriores. Como referencia para o ajuste de angularidade, pode-se ajustar a mesa do manmetro at que o desvio obtido para o valor de 50% do span seja aumentado em cinco vezes. [pic] Figura 13: Esquema de ajuste do manmetro de Bourdon 4.7 Manmetros de diafragma O diafragma constitudo por um disco de material plstico, fixado pela borda. Uma haste fixada ao centro do disco est ligada a um mecanismo de indicao. Quando uma presso aplicada, a membrana se desloca e esse deslocamento proporcional presso aplicada. [pic] Figura 14: Manmetros de diafragma O diafragma geralmente ondulado ou corrugado para aumentar sua rea efetiva. Os diafragmas podem ser de materiais metlicos ou no metlicos: 4.7.1 Metlicos Estes diafragmas so feitos de uma chapa metlica lisa ou enrugada ligadas a um ponteiro por meio de haste. O movimento de deflexo do diafragma, causado pela presso, posiciona um ponteiro indicador ao longo de uma escala de graduao constante. Os diafragmas so feitos de bronze fosforoso, cobre, berlio, lato, ao inoxidvel e Monel. 4.7.2 No-metlicosSo fabricados em couro, teflon, neoprene e polietileno. So empregados para presses baixas e geralmente uma mola ope-se ao movimento do diafragma , cuja deflexo diretamente proporcional a presso aplicada. 4.8 Manmetros de fole O fole tambm muito empregado na medio de presso, Ele basicamente um cilindro metlico, corrugado ou sanfonado. 4.8.1 Foles com mola oposta O instrumento possui um fole metlico e uma mola envolvida por uma cmara tambm de metal que conectada fonte de presso. A presso agindo pelo lado de fora do fole maior, comprime-o e move a sua extremidade livre contra a oposio da mola. Uma haste ao fole atravs de um disco transmite esse movimento ao brao de um ponteiro indicador ou registrador. [pic] Figura 15: Fole com mola oposta 4.8.2 Foles opostos Este tipo de elemento usado para medir presso absoluta. O instrumento possui duas sanfonas em oposio, em uma s unidade. Um dos foles, aquele que utilizado como referncia, est fechado e sob presso de uma atmosfera. O outro est ligado fonte de presso. [pic] Figura 16: Elemento com foles opostos 5 EMPREGO DOS ELEMENTOS ELSTICOS Para assegurar um longo perodo de trabalho necessrio observar os seguintes itens: No ultrapassar 2/3 do valor mximo (quando a presso medida for constante); No ultrapassar 1/2 do valor mximo (quando a presso medida for varivel); O instrumento deve ser equipado com vlvula de bloqueio de 3 (trs) vias; Quando o elemento for submetido a presses pulsantes, o mesmo dever ser protegido por um amortecedor de pulsao. Esse amortecedor pode ser uma vlvula agulha, servindo tambm como bloqueio (possibilitando a retirada do instrumento sem parar o processo); O elemento deve ser isolado de fluidos corrosivos, com slidos em suspenso, ou com possibilidade de cristalizao e solidificao. Para isolar o elemento destes tipos de processos utilizado um selo; Quando o processo estiver sujeito a sobrecarga, deve-se proteger o elemento com um limitador de sobrecarga; Devem ser tomadas precaues especiais quando se trata de medio de petrleo e oxignio. Para a indstria de petrleo, o tubo de Bourdon no devera ser soldado com estanho. Para medidas com oxignio, o elemento deve estar livre de leo, graxas e outras gorduras, pois existe o risco de exploso. A calibrao do instrumento pode ser feita com lcool, gua ou leo de silicone. recomendvel que seja gravado na escala do instrumento: petrleo e oxignio. 6 MTODO PARA ENSAIO DE MANMETROS Coluna lquida: aferio de manmetros com baixa presso; Bomba de peso morto: aferio de manmetros de ensaio (0,1% a 0,25%).1. Caractersticas dos manmetros de ensaio (padro) Tolerncia quatro vezes mais estreita que o manmetro a ser ensaiado; Ex.: Padro com tolerncia 0,25% da faixa para aferir manmetro com 1% de tolerncia. Dimetro maior ou igual a 150 mm; A preciso deve ser indicada no mostrado; A faixa de trabalho deve ser de 1,3 a 1,6 vezes a faixa do instrumento a ser calibrado; Deve ter escala espelhada para evitar o erro de paralaxe e no deve possuir batente no zero da escala. 6.2 Classificao de manmetros (pela exatido) |CLASSE |EXATIDO |A4 |0,10 % da faixa |A3 |0,25 % da faixa |A2 |0,50 % da faixa |A1 |1,00 % da faixa |A |1,00 % na faixa de 25 a 75 % | |B |2,00 % na faixa de 25 a 75 % | |C |3,00 % na faixa de 25 a 75 % | |D |4,00 % na faixa de 25 a 75 % | | | | | | |2 % no restante da faixa |3 % no restante da faixa |4 % no restante da faixa |5 % no restante da faixa6.3 Mquina de teste para instrumento de presso um equipamento que serve para aplicar uma presso conhecida no instrumento sob teste para sua aferio ou calibrao. Constitui-se basicamente por uma cmara fechada, cheia de leo, um mbolo e um manmetro padro ou um conjunto de contrapesos. 6.4 Princpio de funcionamento 6.4.1 Princpio de Pascal No sculo XVII, Pascal elaborou a lei que forma a base da hidrulica moderna: A presso exercida em qualquer ponto por um lquido em forma esttica transmite-se integralmente em todas as direes e produza mesma fora em reas iguais. Podemos demonstrar este princpio, utilizando uma esfera oca, provida de vrios orifcios, distribudos em vrios pontos de sua superfcie. Em um desses orifcios, temos acoplado um cilindro, dentro do qual, podemos deslocar um mbolo, conforme figura a seguir. [pic] Figura 17: Princpio de funcionamento, conforme Pascal 6.5 Transmisso de presso em um lquido Exercendo-se uma presso adequada no mbolo, veremos que os jatos de gua que saem pelos orifcios so iguais. Isso significa que a presso exercida igual em todos os orifcios. Podemos considerar os fluidos praticamente incompreensveis, afora mecnica desenvolvida em um fluido sob presso pode ser transmitida, multiplicada ou controlada. Conforme a figura a seguir, podemos verificar que, ao aplicarmos uma fora de 10 kgf sobre o pisto 1 o pisto 2 levantar um peso de 50 kgf devido a ter o mesmo uma rea 5 vezes maior que a rea do pisto 1. [pic] Na prensa hidrulica da figura anterior, que uma aplicao do princpio de Pascal, podemos verificar que o pisto 2 se movimentar cinco vezes mais lento que o pisto 1, em razo da diferena de reas. no princpio de Pascal que se baseiam as maquinas hidrulicas para calibrao de instrumentos utilizados pela instrumentao, macacos hidrulicos, servo mecanismos, controles hidrulicos, etc. [pic] Figura 19: Mquina de teste. Princpio de Pascal F1 1) P1 = A1 F2 2) P2 = A2 Fazendo-se 1 = 2, tem-se: F1 F2 = F1A2 = F2 A1 F1 A2 Como: A1 > A2 F1 > F2 A mquina de teste para instrumentos de presso funciona pelo princpio de Pascal. O teste pode ser feito em comparao com peso morto ou com relao a um manmetro-padro. [pic] Figura 20: Teste com peso morto Movimentando o embolo no sentido de pressionar o lquido, este transmite a presso para o instrumento que se quer testar e para o peso morto. NO momento em que a presso do lquido deslocar o peso morto, a presso no instrumento sob teste igual indicada no disco de peso morto. [pic] Figura 21: Teste com manmetro padro 6.6 Outros sensores 6.6.1 Sensor capacitivo A principal caracterstica dos sensores capacitivos a completa eliminao dos sistemas de alavancas na transferncia da fora / deslocamento entre o processo e o sensor.Este tipo de sensor resume-se na deformao, diretamente pelo processo de uma das armaduras do capacitor. Tal deformao altera o valor da capacitncia total que medida por um circuito eletrnico. Esta montagem, se por um lado, elimina os problemas mecnicos das partes mveis, expe a clula capacitiva s rudes condies do processo, principalmente a temperatura do processo. Este inconveniente pode ser superado atravs de circuitos sensveis a temperatura montados junto ao sensor. Outra caracterstica inerente a montagem, a falta de linearidade entre a capacitncia e a distancia das armaduras devido deformao no linear, sendo portanto, uma compensao (linearizao) a cargo do circuito eletrnico. O sensor formado pelos seguintes componentes: Armaduras fixas metalizadas sobre um isolante de vidro fundido Dieltrico formado pelo leo de enchimento (silicone ou fluorube) Armadura mvel (diafragma sensor). Uma diferena de presso entre as cmaras de alta (high) e de baixa (low) produz uma fora no diafragma isolador que transmitida pelo lquido de enchimento. A fora atinge a armadura flexvel (diafragma sensor) provocando sua deformao, alterando portanto, o valor das capacitncias formadas pelas armaduras fixas e a armadura mvel. Esta alterao medida pelo circuito eletrnico que gera um sinal proporcional variao de presso aplicada cmara da cpsula de presso diferencial capacitiva. 6.6.2 Sensor Strain-Gauge Baseia-se no princpio de variao da resistncia de um fio, mudando-se as suas dimenses. Para variarmos a resistncia de um condutor devemos analisar a equao geral da resistncia: R=.L S R = resistncia do condutor = resistividade do material L = comprimento do condutor S = rea da seo transversal A equao nos explica que a resistncia eltrica de um condutor diretamente proporcional a resistividade e ao comprimento e inversamente proporcional a rea da seo transversal. A maneira mais prtica de alterarmos as dimenses de um condutor tracionarmos o mesmo no sentido axial como mostrado a seguir: [pic] Figura 22: Equao de resistncia eltrica Seguindo esta linha de raciocnio, conclumos que para um comprimento L obtivemos L, ento para um comprimento 10 x L teramos 10 x L, ou seja, quanto maior o comprimento do fio, maior ser a variao da resistncia obtida e maior a sensibilidade do sensor para uma mesma presso (fora) aplicada. O sensor consiste de um fio firmemente colado sobre uma lamina de base, dobrando-se to compacto quanto possvel. Esta montagem denomina-se tira extensiomtrica.O fio, apesar de solidamente ligado a lmina de base, precisa estar eletricamente isolado na mesma. Uma das extremidades da lmina fixada em um ponto de apoio rgido enquanto a outra extremidade ser o ponto de aplicao de fora. Da fsica tradicional sabemos que um material ao sofrer uma flexo, suas fibras internas sero submetidas a dois tipos de deformao: trao e compresso. As fibras mais externas sofrem um alongamento com a trao pois pertencem ao permetro de maior raio de curvatura, enquanto as fibras internas sofrem uma reduo de comprimento (menor raio de curvatura). [pic] Figura 23: Princpio trao e compresso Como o fio solidrio lmina, tambm sofrer o alongamento, acompanhando a superfcie externa, variando a resistncia total. Visando aumentar a sensibilidade do sensor, usaremos um circuito sensvel a variao de resistncia e uma configurao conforme esquema a seguir: [pic] Figura 24: Esquema de variao de resistncia Notamos que a ligao ideal para um Strain Gauge com quatro tiras extensiomtricas o circuito em ponte de Wheatstone, que tem a vantagem adicional de compensar as variaes de temperatura ambiente, pois todos os elementos esto montados em um nico bloco. 6.6.3 Sensor por silcio ressonante O sensor consiste de uma cpsula de silcio colocada estrategicamente em um diafragma, utilizando do diferencial de presso para vibrar em maior ou menor intensidade, afim de que essa frequncia seja proporcional a presso aplicada. Na sequncia, ser exibido maiores detalhes sobre esse tipo de clula, sua construo e seu funcionamento. 6.6.3.1 Construo do sensor Todo conjunto pode ser visto atravs da figura a seguir, porm, para uma melhor compreenso de funcionamento deste transmissor de presso, faz-se necessrio desmembr-lo em partes vitais Na figura a seguir ver o conjunto do sensor. Ele possui um im permanente e o sensor de silcio propriamente dito. [pic] Figura 25: Sensor por silcio ressoante [pic] Figura 26: Sensor por silcio ressoante Dois fatores que iro influenciar na ressonncia do sensor de silcio so: o campo magntico gerado por um im permanente posicionado sobre o sensor; o segundo ser o campo eltrico gerado por uma corrente em AC (alm das presses exercidas sobre o sensor, obviamente). Este enfoque pode ser observado na figura abaixo. [pic] Figura 27: Sistema de ressonncia do sensor de silcio Portanto, a combinao do fator campo magntico/campo eltrico responsvel pela vibrao do sensor.Um dos sensores ficara localizado ao centro do diafragma (FC), enquanto que o outro ter a sua disposio fsica mais a borda do diafragma (FR). Por estarem localizadas em locais diferentes, porm, no mesmo encapsulamento, uma sofrer uma compresso e a outra sofrer uma trao conforme a aplicao de presso sentida pelo diafragma. Desta maneira, os sensores possuiro uma diferena de frequncia entre si. Esta diferena pode ser sentida por um circuito eletrnico, tal diferena ser proporcional ao p aplicado. Atravs dessas informaes possvel criar um grfico referente aos pontos de operao da frequncia x presso. [pic] Figura 28: Circuito eletrnico equivalente Grfico 1 Variao da freqncia com a presso [pic] 6.6.4 Sensor piezoeltrico Os elementos piezoeltricos so cristais, como o quartzo, a turmalina e o titanato que acumulam cargas eltricas em certas areas de estrutura cristalina, quando sofrem uma deformao fsica, por ao de uma presso. So elementos pequenos e de construo robusta. Seu sinal de resposta linear com a variao de presso, so capazes de fornecer sinais de altssimas frequncias de milhes de ciclos por segundo. O efeito piezoeltrico um fenmeno reversvel. Se for conectado a um potencial eltrico, resultar em uma correspondente alterao da forma cristalina. Este efeito altamente estvel e exato, por isso utilizado em relgios de preciso. A carga devida alterao da forma gerada sem energia auxiliar, uma vez que o quartzo um elemento transmissor ativo. Esta carga conectada entrada de um amplificador, sendo indicada ou convertida em um sinal de sada, para tratamento posterior. [pic] Figura 29: Sistema de sensor piezoeltrico 7 CONSIDERAES FINAIS Como mostramos em nosso trabalho, os instrumentos de presso podem ser utilizados em inmeros processos industriais, incluindo as atividades do ramo petrolfero, nosso curso, promovendo a segurana, um timo controle de processos, e produtividade entre outras vantagens. Ao conhecermos as caractersticas e os princpios de funcionamento destes instrumentos, podemos usufruir de sua performance e de sua simples incluso no processo afim de tornarmos o processo mais afinado e confivel. Existem vrios outros modelos de instrumentos no mercado, cada um com suas caractersticas e aplicaes recomendadas, atendendo assim as diversas necessidades. REFERNCIAS MANF, Giovanni; Pozza, Rino; SCARATO, Giovanni. Manual de desenho tcnico mecnico. Rio de Janeiro: Hemus, 1977. TESIABA, Manual de recebimento de produtos: sensores. Tesiaba, 1999.PERAZZO, R.J. Tcnica de laboratrios hidrulicos. AZEVEDO NETTO, JOS M. de. Medidores de regime critico Medidores Parshall. OTTONI NETTO. THEOPHILO BENEDICTO. Sugestes para Anteprojeto de um laboratrio de Hidrulica. FREEMAN, J.R. Hidraulic Laboratory Practice. Guia prtico de medio de presso. Ver. C & I, julho, 1976. Medidores de Presso para fluidos em condutos forados. Rev. Engenharia Sanitria, vol. 13 n3, 112-117, julho, 1989. SARTORI, JOS RICARDO. Aquisio Especificaes e Recebimento de Medidores de Presso. Cap. 1 do Livro Bombas e Sistemas de Recalque . CETESB BNH ABES 1974. REVISTA C & L Controle & Instrumentao Editora Tcnica Gruenwald Ltda So Paulo. CORP, Sperry Rand Manual de Hidrulica Industrial Sperry Vickers So Paulo 2 ed. 1976. LIBERADO, Luciano R., SILVIERA, Darcy C. Manual de Medio de Presso Colgio Anchieta So Paulo 1978. GAMA, Filho Luir Nogueira da Introduo Fsica Editora Rio Rio de Janeiro 1 edio 1948. COSTA, Enio Cruz da Mecnica dos Fluidos Editora Globo Porto Alegre 1 edio 1973. UCS Disponvel em: . Acesso em: 30 mai. 2010. FAATESP Disponvel em: . Acesso em: 30 de mai. 2010. ----------------------1m 0,5 m 0,5 m 2m 2m 2m2m 1m 2m "p = . h P = 5 kgf / cm2 dr = 1 10 m P2 P1 JUSANTE MONTANTE OBSTCULO: PLACA DE ORIFCIO FLUXO V2 Pd = 2g V2 Pd = p = . h = kgf / m2P = 5 kgf / cm2 dr = 1 10 m P2 P1 JUSANTE MONTANTE OBSTCULO: PLACA DE ORIFCIOFLUXO V2 Pd = 2g V2 Pd = 2 . FLUXO 6m dr = 0,8 |onde: | | |onde: | | m = V P = V . F p= A A F . sen p= A |: peso especfico (gama letra grega minscula) |P: peso (fora peso) |V: volume |: massa especifica (r letra grega minscula) |m: massa |V: volume | | | | | | = N / m2 = kgf / m2 A FP F Escala de Presso Absoluta Escala de Presso Relativa regio de presso positiva regio de presso negativa ou vcuo 29,394 psia = 2 atma 14,697 psi = 1 atm 14,697 psia = 1 atma 0 psi = 0 atm 0 psia = 0 atma -14,697 psi = -1 atm zero absoluto de presso presso atmosfrica ao nvel do mar pABS = pREL + 1 atm FLUXO PRESSO ESTTICA PRESSO DINMICA PRESSO TOTAL 21012 21012 210129876543210123456789 LQUIDO ESCALA TUBO DE VIDRO SUPORTE 80 70 60 50 40 30 20 10 0 TOMADA PARA PRESSO TOMADA DE PRESSO TUBO DE VIDRO ESCALA TUBO DE VIDRO TOMADA PARA VCUO ESCALA 10 kgf 50 kgf h1h2 2 cm2 10 cm2 P1 = P2 F1 = F2 A1 A2 A1 . h1 = A2 . h2 Figura 18: Princpio de Pascal P2 P1 A1 F1 A2 F2 CONDUTOR CONDUTOR SOB TRAO S - S L L+L F F TRAO COMPRESSO R1 R2 R4R3 5.000 PRESSO DIFERENCIAL (mmH2O) 100 95 90 85 80 F 10.000 FREQUNCIA (kHz) LQUIDO DE ENCHIMENTO AMPLIFICADOR CRISTAL DIAFRAGMA PRESSO IM PERMANENTE P1 P2 ESPAADOR BASE PEA DO DIAFRAGMA [pic] Quando a presso aumenta sobre FC, a frequncia tende a abaixarPRESSO DE ALTA APOIO DO IM IM PERMANENTE PEA DE SILCIO ESPAADOR PRESSAO DE BAIXA (P2) FIO DO SINAL