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:

A pressão estática e a pressão total são conceitos fundamentais na mecânica dos fluidos, cada um fornecendo insights únicos sobre o comportamento dos fluidos em movimento. Nos pontos A e B dentro de um fluxo de fluido, a pressão estática representa a força exercida pelo fluido em repouso, enfatizando sua energia potencial. Esta pressão é exercida perpendicularmente ao movimento do fluido e é crucial em sistemas onde o fluido é relativamente estacionário ou sofre mudanças mínimas na velocidade.

Em contraste, a pressão dinâmica entra em ação no ponto C do fluxo. Está associado à energia cinética de um fluido em movimento, refletindo a força exercida paralelamente ao movimento do fluido. A pressão dinâmica é diretamente influenciada pela velocidade do fluido, tornando-a um parâmetro chave para a compreensão do impacto do movimento do fluido nas superfícies e estruturas dentro de um sistema.

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:

O princípio de funcionamento de um manômetro depende do tipo de elemento sensor de pressão utilizado. Aqui, vamos nos concentrar no tubo Bourdon, um dos designs mais comuns:

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.