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relatorio sobre a aula pratica de manometria
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7/17/2019 Manometria: Calibração de Manômetros
http://slidepdf.com/reader/full/manometria-calibracao-de-manometros 1/15
PONTÍFICA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS
Departamento de Engenharia Mecânica/Mecatrônica
Laboratório de Fluidosmecânicos
Engenharia Química - 5 !eríodo
Relatório de Fluidose!"#i!osMa#oetria$ Cali%ra&'o de Ma#(etros
!ro"essor# $og%rio &orge 'morim
'lunas#
()rbara 'parecida *ardoso +ogueira (arbosa
Luana (atista Magalh,es *orrea
Marina ei.eira *unha Frias
(elo ori0onte
12 de mar3o de 415
)* INTRODU+,O)*)* O%-eti.os
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- Entender o conceito de press,o e os di"erentes tipos6
- 'prender os di"erentes tipos de medidores de press,o6
- Determinar o erro de medi3,o dos manômetros e dos transdutores el%tricos
atra7%s da calibra3,o6
)*/* Co#!eitua&'o teóri!a
)*/*)* Press'o
!ress,o pode ser entendida como a "or3a a 8ue um ob9eto est) su9eito:
di7idida pela )rea da super"ície sobre a 8ual a "or3a age6 E.istem duas "ormas
de medir seu 7alor: em termos de "or3a aplicada a uma )rea: ou em termos de
altura da coluna de um dado "luido6 ' medi3,o e controle de press,o se tornammuito importante 9) 8ue a press,o % a 7ari)7el de processo mais usada na
ind;stria de controle de processos nos seus mais di7ersos segmentos6 'l%m
disso: atra7%s da press,o % "acilmente possí7el in"erir uma s%rie de outras
7ari)7eis de processo: tais como ní7el: 7olume: 7a0,o e densidade6
' unidade de press,o no sistema internacional % o !ascal: !a: por%m
pode ser e.pressa em outras di7ersas unidades 8ue relaciona "or3a por
unidade de )rea: como por e.emplo# <+/m4=: <atm=: <>g"/cm4=: <bar=: entre outras6
E.istem "ormas di"erentes de apresentar-se o 7alor da press,o6 em-se#
• Pressão Atmosférica: 8ue consiste na press,o 8ue o ar e.erce
sobre a super"ície da erra?
• Pressão Absoluta: 8ue consiste na di"eren3a entre a press,o em
um ponto e o 7)cuo absoluto?
• Pressão Manométrica consiste na di"eren3a entre uma press,o
desconhecida e a atmos"%rica6 @!man A !abs B !atmC?
• Pressão Vacuométrica consiste na di"eren3a entre a press,o
atmos"%rica e a press,o absoluta6 sempre in"erior press,o
atmos"%rica6 @!7ac A!atm B !absC?
• Pressão Diferencial % a di"eren3a entre duas presses
desconhecidas?
• Pressão Estática % a press,o e.ercida por um "luido em repouso
ou 8ue este9a "luindo perpendicularmente tomada de impulso? e?
1
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• Pressão Dinâmica % a press,o e.ercida por um "luido em
mo7imento6
)*/*/* Medidores de 0ress'o
' press,o pode ser medida de 7)rias maneiras di"erentes e o tipo de
instrumento a ser utili0ado para a medi3,o de presses 7ai depender dos ní7eis
de precis,o e detalhamento re8ueridos para a particular aplica3,o6
Gs medidores s,o geralmente di7ididos em
6 Medidores mecânicos• Manômetros de coluna de li8uido• Manômetros el)sticos
46 Medidores el%tricos• Manômetro capaciti7o• Manômetro resisti7o
)*/*/*)* Ma#(etros de !olu#a de li1uido
um instrumento de medi3,o e indica3,o local de press,o baseado na
e8ua3,o manom%trica6 (asicamente % constituído por tubo de 7idro com )rea
seccional uni"orme6
G 7alor de press,o medida % obtido pela leitura da altura de coluna do
lí8uido deslocado em "un3,o da intensidade da re"erida press,o hidrost)tica6
' princípio 8ual8uer lí8uido com bai.a 7iscosidade: e n,o 7ol)til nas
condi3es de medi3,o: pode ser utili0ado como lí8uido de enchimento6
Entretanto: na pr)tica: a )gua destilada e o merc;rio s,o os lí8uidos mais
utili0ados nesses manômetros6
2
2a3
2%3
2!3
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Fi4* )$ Ti0os de a#(etros de !olu#a de li1uido* 2a3Ma#(etro ti0o !olu#a
5U6* 2%3Ma#(etro ti0o !olu#a reta .erti!al* 2!3 Ma#(etro ti0o tu%o
i#!li#ada*
)*/*/*/* Ma#(etros El7sti!os
Este tipo de instrumento de medi3,o de press,o baseia-se na lei de
oo>e sobre elasticidade dos materiais6 ' lei enuncia 8ue# Ho módulo da "or3a
aplicada em um corpo % proporcional de"orma3,o pro7ocadaI6 Gu se9a:
de"le.,o do elemento el)stico e o mo7imento resultante s,o proporcionais
press,o aplicada6
Gs medidores de press,o tipo el)stico s,o submetidos a 7alores de
press,o sempre abai.o do limite de elasticidade: pois assim cessada a "or3a aele submetida o medidor retorna a sua posi3,o inicial sem perder suas
características6
G medidor de press,o por de"orma3,o mais conhecido e utili0ado na
ind;stria % o tubo de (ourdon6
Fi4*/$ Tu%o de 8ourdo#
)*/*/*9* Ma#(etros El:tri!os
Gs manômetros el%tricos conhecidos como transdutores el%tricos de
press,o s,o constituídos de um elemento prim)rio com uma medida 8ue
con7erte a press,o de entrada em um sinal el%trico de saída: proporcional
press,o6
)*/*9* I#!erte;a< !ali%ra&'o de a#(etros e erros de edi&'o$
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Medi3,o consiste no con9unto de opera3es 8ue tem por ob9eti7o
determinar o 7alor de uma grande0a "ísica6 G 7alor encontrado pela medi3,o
nunca % e.ato: pois h) uma series de erros associados a esta medi3,o: 8ue
de7e ser in"ormado atra7%s de um parâmetro denominado incerte0a6 Gs trJs
tipos de erros 8ue pro7ocam in"luJncia na medi3,o s,o#• Erros grosseiros - de7em ser e7itados?• Erros sistem)ticos - s,o a8ueles 8ue sempre se repetem na
mesma condi3,o? e:• Erros aleatórios - s,o a8uele 8ue n,o necessariamente se
repetem na mesma condi3,o6
+a a7alia3,o do resultado da medida se "a0 necess)rio 7eri"icar a
e.atid,o e a precis,o do 7alor obtido le7ando-se em conta todas as
inter"erJncias 8ue in"luenciam o processo de medi3,o6
Km termo importante de se de"inir ao "alar sobre medi3,o % a calibra3,o6
*alibra3,o % o m%todo de le7antamento dos erros atra7%s da
compara3,o de um con9unto de opera3es 8ue estabelecem: com certas
condi3es: a rela3,o entre os 7alores indicados por um instrumento
ou sistema de medi3,o com os 7alores estabelecidos por padres6
Essa compara3,o permite a9ustar manômetros 9) 8ue se torna possí7el
determinar o erro da medi3,o 8ue % dada por#
E M =Pressão verdadeira- Pressão do manômetro sob teste
/* DESENVOLVIMENTO
/*)* Pro!edie#to E=0erie#tal
/*)*)* Prieiro Pro!esso
Deu-se partida na bomba e dei.ou-se as 7)l7ulas e 4 abertas:
sendo 8ue na 7)l7ula hou7e pouca 7a0,o6 *om isso o pist,o subiu
lentamente e sua7emente at% 8ue o "uro de sangria "osse e.posto e a )gua
passou a gote9ar por esse "uro: at% elimina3,o do ar contido na mangueira6
Quando o ar contido na mangueira "oi totalmente e.pelido: "echou-se a
7)l7ula e desligou-se a bomba6 G manômetro de peso morto e o manômetro
de (ourdon esta7am ligados entre si e isolados da bomba de alimenta3,o6
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'dicionou-se pesos gradualmente sobre o pist,o e: a cada peso: "e0-se
a leitura no manômetro de (ourdon6 Gbs6# ' primeira medida "oi sem pesos no
pist,o: 7isto 8ue seu peso era de 1:5 g"6
$etirou-se os pesos gradualmente do pist,o e: a cada peso: "e0-se a
leitura no manômetro de (ourdon6Leituras anotadas na "olha de teste e c)lculo dos erros6
/*)*/* Se4u#do Pro!esso
Fechou-se a tampa do reser7atório de óleo e acionou-se o 7olante:
pausando o 7alor de leitura do manômetro em 0ero6
'ciono-se o 7olante aumentando a press,o com inter7alos de 1:5
g"/cm
4
e registro-se os 7alores lidos nos outros manômetros6 'notou-setamb%m os 7alores lidos nos outros manômetros 8uando o 7olante do
manômetro padr,o esta7a posicionado no ponto 0ero6
$epitiu-se o mesmo processo decrescendo os 7alores da press,o do
manômetro padr,o com inter7alo de 1:5 g"/cm46
Leituras anotadas na "olha de teste e c)lculo dos erros6
/*/* E1ui0ae#tos
/*/*)* Primeira montagem *alibra3,o do manômetro de (ourdonatra7%s do manômetro de peso morto6
Fi4*9$ Ma#(etro de 0eso orto
C Manômetro de (ourdon a ser a"erido# manômetro a ser calibrado64C !ist,o# % uma pe3a mó7el hori0ontalmente 8ue tem como
"inalidade absor7er a "or3a e.ercida pelos pesos6NC !esos# e.ercem press,o sobre o pist,o mó7el62C Furo de sangria# permite a retirada de ar no interior do pist,o6
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5C (omba# respons)7el pelo bombeamento de )gua nas 7)l7ulas6
Fi4*>$ Ma#(etro de 0eso orto
Legenda#
C Manômetro de (ourdon a ser a"erido
4C (omba centrí"uga
NC )l7ula de (lo8ueio
2C Furo de sangria
5C !esos
OC !ist,o
464646 !egunda montagem *alibra3,o do manômetro de (ourdon e
do transdutor el%trico de press,o atra7%s da bomba dea"eri3,o
6
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Fi4*?$ 8o%a de !ali%ra&'o
C (omba de pist,o manual# respons)7el pelo bombeamento do óleo
nas 7)l7ulas64C $eser7atório de óleo# recipiente 8ue arma0ena o óleo 8ue ser)
pressionado pelo 7olante6NC Manômetro de (ourdon padr,o# manômetro calibrado usado
como re"erJncia62C Manômetro de (ourdon a ser a"erido# manômetro a ser calibrado65C ransdutor el%trico de press,o# dispositi7o el%trico 8ue ir) receber
a press,o mecânica e.ercida pelo óleo sobre sua super"ície e
trans"ormar em um sinal el%trico: 8ue ser) tratado e utili0ado pelo
e8uipamento de monitora3,o6OC !ainel digital# dispositi7o mostrador dos 7alores de press,o6
/*9* Dados O%tidos
!ara o c)lculo do erro utili0a-se#
Erro=¿ pressão padrão− pressãomedida∨¿
!ara a trans"orma3,o de (ar para g"/cm4#
1 ¿̄1,0197162 Kgf / cm2
Ta%ela @)$ MENINAS COMPLETEM AUITa%ela @)$ Folha de teste do primeiro processo
'(EL' 1
7
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Fi4*B$ Gr7i!o de !ali%ra&'o do a#(etro
Fi4*$ Gr7i!o de erro e u#&'o da 0ress'o .erdadeira
Ta%ela @/$ Folha de teste do segundo processo
'(EL' 14
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Fi4*$ Gr7i!o de !ali%ra&'o do a#(etro a 0artir da leitura do
a#(etro de 8ourdo# 0adr'o
Fi4*$ Gr7i!o de erro e u#&'o da leitura do a#(etro de 8ourdo#
0adr'o
9
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Fi4*)@$ Gr7i!o de !ali%ra&'o do tra#sdutor el:tri!o
Fi4*))$ Gr7i!o de erro e u#&'o da leitura do tra#sdutor el:tri!o
/*>* A#7lise de Dados
*om o intuito a7aliar os erros de instrumentos de medida de press,o:
e.ecutamos os procedimentos descritos6 rabalhamos com dois tipos de
manômetros: o mecânico e o el%trico6 '8uele era do tipo (ourdon e este pode
ser chamado de transdutor el%trico6
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+a primeira montagem: usamos HpesosI padres para calibrar um
manômetro do tipo (ourdon6 'plicamos "or3as crescentes sobre uma )rea
conhecida e 7eri"icamos a leitura do manômetro conectado ao sistema6 's
"or3as aplicadas e os 7alores "ornecidos pelo manômetro est,o descritos na
abela 6 ' partir do 7alor 7erdadeiro da press,o aplicada pelos HpesosI e dos7alores "ornecidos pelo manômetro: calculamos o erro de cada medica3,o @
Erro=¿ pressão padrão− pressãomedida∨¿ C6 G erro do processo de carga %
descrito pela linha preta na "igura P6 $epetimos todo o procedimento para o
caso de descarga e obti7emos o gr)"ico de erro descrito pela linha 7ermelha da
"igura P6 ' "igura mostra 8ue determinadas medi3es "oram e.atas: uma 7e0
8ue coincidiram com o 7alor de re"erJncia: ou se9a: certos pontos possuem o
mesmo 7alor na abscissa e na ordenada6 Gs pontos 8ue n,o coincidiram com o
7alor real apresentaram erro de no m).imo 1:46 G con9unto de dados obtidos
n,o % e.ato: por%m eles e.ibem uma boa precis,o6 'ssim: o processo de
calibra3,o nos mostrou 8ue o manômetro est) "ornecendo leituras est)7eis e
coerentes6 Logo: o aparelho n,o necessita de a9ustes imediatos6
' cur7a de calibra3,o da "igura O con"irma a hipótese "ormulada a partir
dos erros6 Ela mostra 8ue uma mesma press,o aplicada na carga ou na
descarga produ0 medi3es semelhantes: s 7e0es iguais6 'ssim: podemos
a"irmar 8ue "enômenos como a histerese mecânica n,o ocorreram durante o
e.perimento6 Essa in"orma3,o % importante: 7isto 8ue o manômetro de
(ourdon % um manômetro el)stico6 Dessa "orma: ele "unciona de acordo com a
Lei de oo>e: apresentando de"le.,o no ponteiro proporcional a press,o
aplicada6 Quando o e8uipamento % utili0ado para medir presses superiores as
8uais ele suporta elasticamente: a histerese mecânica acontece6 +esses
casos: o ponteiro do manômetro n,o passa pelos mesmos pontos nosprocessos de carga e de descarga6 Quando a press,o aplicada cessa: o
ponteiro marca um 7alor superior ao 8ue ele registra7a no início do
e.perimento6 Kma de"orma3,o residual permanece6
'pesar da boa precis,o do e.perimento: os erros podem ser 9usti"icados
pelo 7a0amento de )gua ao redor do pist,o6 Esse 7a0amento pro7a7elmente
aumenta 8uando a "or3a aplicada no pist,o aumenta: por isso: os erros
encontrados "oram maiores para as cargas mais ele7adas6 Gutras e.plica3es
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para os erros tamb%m podem ser citadas: tais como# erro de parala.e durante
as leituras: HpesosI com massas di"erentes do 7alor considerado @1:5gC6
+o segundo e.perimento: usamos um manômetro de (ourdon padr,o
para calibrar um transdutor e outro manômetro de (ourdon6 'prendemos 8ue
neste tipo de calibra3,o % necess)rio 8ue o padr,o se9a de0 7e0es maispreciso 8ue o manômetro a ser calibrado6 sso garante 8ue o erro associado ao
padr,o Hest) numa casa decimalI 8ue n,o inter"ere na medida do instrumento
em processo de calibra3,o6
'nalisando a "igura R: 7emos 8ue o manômetro calibrado apresentou
menor erro nas medi3es de presses intermedi)rias6 comum aparelhos
diminuírem sua precis,o 8uando operados nos e.tremos de sua escala: o 8ue
pode 9usti"icar a cur7a de erro encontrada6 ' cur7a de calibra3,o desseinstrumento @Figura SC mostra 8ue o aparelho % capa0 de "ornecer 7alores
e.atos e 8ue as leituras do processo de carga s,o semelhantes s leituras da
descarga6 ' coerJncia entre os resultados desses dois processos e7idencia
uma boa precis,o do manômetro6 sso ainda compro7a 8ue o manômetro n,o
so"reu histerese diante das presses aplicadas6
' "igura e.ibe a cur7a de erro do transdutor 8ue "oi calibrado 9unto
com o manômetro6 +ela podemos perceber 8ue o erro m).imo do e8uipamento
% de 1:4: o 8ue indica uma boa pro.imidade entre as medidas e o 7alor
7erdadeiro6 ' cur7a de calibra3,o desse aparelho @"igura 1C e.pe a
correspondJncia das leituras das presses de carga e descarga6 emos 8ue
essas leituras se di"erenciam em no m).imo T 1: para uma mesma press,o
7erdadeira aplicada6 'ssim: a calibra3,o dos manômetros mostrou 8ue eles
est,o em condi3es de uso6
' tabela 4 tra0 7alores de press,o em bar e em "gf#cm$ para o
transdutor: uma 7e0 8ue as medidas "oram "eitas na primeira unidade e
con7ertidas para a segunda6 ' con7ers,o "oi reali0ada da seguinte maneira#
>g"/cm4 ----------- 1:RS1P bar
. ----------- 1:N bar
. A 1:N15R >g"/cm4 U 1:N >g"/cm4
*omo as medi3es possuíam apenas uma casa decimal: o 7alor lido "oi
con7ertido e arredondado para essa mesma "ai.a6 Esse arredondamento "e0
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com 8ue as tabelas n,o mostrassem resultados di"erentes para as duas
escalas6
Gs possí7eis erros associados calibra3,o simultânea dos dois
e8uipamentos s,o# erros de parala.e tanto na leitura do padr,o 8uanto na
leitura no manômetro mecânico: erros de distribui3,o de press,o pelos ramaisde saída @cada manômetro receberia uma press,o di"erenteC: manômetro
padr,o necessitando de a9ustes6
*omparando os procedimentos e 4: 7emos 8ue ambos os m%todos de
calibra3,o "orneceram resultados semelhantes6 ' 7antagem do segundo
m%todo % 8ue ele permite a calibra3,o simultânea de mais de um manômetro6
G primeiro se destaca por ser mais r)pido6
9* CONCLUS,O
+o primeiro processo: os erros encontrados na leitura da press,o no
manômetro de (ourdon "oram pe8uenos comparados a press,o 7erdadeira do
manômetro de peso morto: podendo associar esse erro a um erro sistem)tico
9) 8ue o manômetro de peso morto apresenta7a um 7a0amento na 7)l7ula e o
processo de7eria ser "eito de "orma r)pida6
+o segundo processo: os possí7eis erros associados calibra3,o
simultânea dos dois e8uipamentos s,o# erros de parala.e tanto na leitura do
padr,o 8uanto na leitura no manômetro mecânico: erros de distribui3,o de
press,o pelos ramais de saída @cada manômetro receberia uma press,o
di"erenteC: ou o manômetro padr,o necessitando de a9ustes6
*omparando os procedimentos e 4: 7emos 8ue ambos os m%todos decalibra3,o "orneceram resultados semelhantes6 ' 7antagem do segundo
m%todo % 8ue ele permite a calibra3,o simultânea de mais de um manômetro6
G primeiro se destaca por ser mais r)pido6
' coerJncia entre os resultados desses dois processos e7idencia uma
boa precis,o dos manômetros6 sso ainda compro7a 8ue os manômetros n,o
so"reram histerese diante das presses aplicadas6
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'ssim: os processos de calibra3,o mostraram 8ue os manômetros est,o
"ornecendo leituras est)7eis e coerentes6 Logo: os aparelhos n,o necessitam
de a9ustes imediatos6
>* 8I8LIOGRAFIA
<= !$+*V!G DE !'W*'L#
http#//XXX6i"6u"rgs6br/te./"is112N/41144/&e"erson/LeiY41deY41Wte7inY41-
6htm
'cessado em# R de "e7ereiro6 4126
<4= !$+*V!G DE !'W*'L# Zhttp#//pt6Xi>ipedia6org/Xi>i/!rinc
Y*NY'Dpio[de[!ascal\
'cessado em# R de "e7ereiro6 4126
<N= MED]^G DE !$EWW^G# *aracterísticas: ecnologias e endJncias
Zhttp#//XXX6smar6com/brasil/artigostecnicos/artigo6asp_idAPR\
'cessado em# R de "e7ereiro6 4126
<2= *'L($']^G# Zhttp#//pt6Xi>ipedia6org/Xi>i/*alibraY*NY'PY*NY'No\
'cessado em# R de "e7ereiro6 4126
<5= WE$EWE ME*`+*'#
Zhttp#//XXX6d"86pucminas6br/apostilas/eng["is4[ci7il/"is4pP[istereseY41Mec
Y*NY'4nica6htm\
'cessado em# 41 de "e7ereiro6 4126
<O= (KGK+*G+$G: *%lia Mara Wales6 A0ostila de La%oratório de
Fluidoe!"#i!os$ Prati!as de Me!"#i!a dos Fluidos* 4 semestre de 4116
14