O que é um manômetro e como funciona?

Introdução:

Medidores de pressão são instrumentos indispensáveis em diversas indústrias, fornecendo informações cruciais sobre a pressão de gases ou líquidos dentro de um sistema. Eles desempenham um papel fundamental no monitoramento e manutenção de condições ideais em processos que vão desde a fabricação até sistemas HVAC. Neste artigo, nos aprofundaremos nos fundamentos dos manômetros, explorando o que são e como funcionam.

Noções básicas de pressão e medição de pressão:

Static pressure and total pressure are fundamental concepts in fluid mechanics, each providing unique insights into the behavior of fluids in motion. At points A and B within a fluid flow, static pressure represents the force exerted by the fluid at rest, emphasizing its potential energy. This pressure is exerted perpendicular to the fluid’s motion and is crucial in systems where the fluid is relatively stationary or experiences minimal changes in velocity.

In contrast, dynamic pressure comes into play at point C in the flow. It is associated with the kinetic energy of a moving fluid, reflecting the force exerted parallel to the fluid’s motion. Dynamic pressure is directly influenced by the fluid’s velocity, making it a key parameter for understanding the impact of fluid motion on surfaces and structures within a system.

A pressão total, muitas vezes referida como pressão de estagnação, combina pressões estáticas e dinâmicas. Nos pontos D e E, principalmente no ponto de estagnação (D), o fluido pára, convertendo toda a sua energia cinética em energia potencial. Isso resulta na pressão máxima, conhecida como pressão total ou de estagnação. À medida que o fluido se move do ponto de estagnação para o ponto E, ocorre uma conversão da pressão total para a pressão estática, ilustrando a interação dinâmica entre a energia potencial e cinética no fluido.

 

Definição de um manômetro:

Um manômetro é um dispositivo mecânico projetado para medir a força exercida por um fluido (gás ou líquido) nas paredes de seu recipiente. Essa força é normalmente expressa em unidades como libras por polegada quadrada (psi), bar ou pascal, dependendo da região e dos padrões do setor.

 

Componentes de um manômetro:

1. Discar/exibir:A face do manômetro, geralmente circular, onde a medição é indicada visualmente. O mostrador está marcado com valores numéricos correspondentes à pressão que está sendo medida.
2. Ponteiro/Agulha:O ponteiro ou agulha no mostrador se move para indicar a pressão atual. Ele está conectado ao elemento sensor de pressão dentro do manômetro.
3. Elemento Sensor de Pressão:Este componente crucial reage às mudanças na pressão e transmite a força ao ponteiro. Os elementos de detecção comuns incluem tubos Bourdon, diafragmas e foles.
4. Caso:A caixa que protege os componentes internos contra fatores ambientais e danos. Normalmente é feito de materiais duráveis, como aço inoxidável.

 

Como funcionam os medidores de pressão:

The working principle of a pressure gauge depends on the type of pressure-sensing element used. Here, we’ll focus on the Bourdon tube, one of the most common designs:

1. Tubo Bourdon:
   1. Um tubo oco e curvo é conectado em uma extremidade à fonte de pressão.
   2. À medida que a pressão aumenta, o tubo Bourdon se endireita ou desenrola.
   3. Essa deformação é transferida para o ponteiro anexado, fazendo com que ele se mova pelo mostrador.
   4. O grau de movimento corresponde à pressão exercida no tubo.
2. Diafragma e fole:
   1. Nos projetos de diafragma e fole, uma membrana flexível deforma-se sob pressão.
   2. Essa deformação é transmitida a um mecanismo que move o ponteiro do mostrador.

 

Conclusão:

Os manômetros são instrumentos vitais para garantir a segurança e eficiência de diversos processos industriais. A compreensão de seus componentes e princípios de funcionamento, particularmente a função dos elementos sensores de pressão, como os tubos Bourdon, fornece informações valiosas sobre sua confiabilidade e precisão. O uso generalizado de manômetros ressalta sua importância na manutenção de condições operacionais ideais em diversas aplicações.