Como Funcionam Manômetros: Tipos, Funções e Benefícios

Um manômetro é um dispositivo que mede a quantidade de fluido em um recipiente. Manômetros são necessários para configurar e regular equipamentos de potência de fluido, bem como para solucionar problemas. Sistemas de potência de fluido seriam imprevisíveis e não confiáveis sem manômetros. Manômetros verificam se não há vazamentos ou variações de pressão que poderiam danificar a operação do sistema hidráulico.

Neste artigo, você vai aprender a definição, funções, tipos, diagrama, funcionamento, vantagens e desvantagens de um manômetro.

O que é um manômetro?

Um manômetro é um instrumento para medir a condição de um fluido (líquido ou gás) que é especificado pela força que o fluido exerceria, quando em repouso, em uma área unitária, como libras por polegada quadrada ou newtons por centímetro quadrado.

Um manômetro é um dispositivo de medição de intensidade de fluido. Manômetros são requeridos para configuração e ajuste de máquinas de potência de fluido e são indispensáveis na solução de problemas. Sem manômetros, sistemas de potência de fluido seriam tanto imprevisíveis quanto não confiáveis. Manômetros ajudam a garantir que não há vazamentos ou mudanças de pressão que poderiam afetar a condição de operação do sistema hidráulico.

As principais funções dos manômetros são medir pressão em um sistema de fluido. Manômetros têm sido empregados em sistemas de potência de fluido por quase um século; portanto, não é surpreendente que designs de manômetros ainda estejam evoluindo. Manômetros para aplicações de potência de fluido evoluíram ao longo do tempo para incluir mais características específicas de aplicação. Por exemplo, para prevenir vazamentos do sistema, manômetros estão sendo cada vez mais desenvolvidos com conexões de pressão hidráulicas (como roscas retas SAE/Métricas). Manômetros digitais com software personalizável permitem medição de processo de vazamentos baseados em pressão ou outros parâmetros como torque, carga, força e dureza. Manômetros analógicos com escalas personalizadas são mais prevalentes.

Aplicações

Os seguintes são as aplicações de manômetros de acordo com os tipos:

Manômetros de pressão diferencial são usados para monitorar filtração, nível de líquido e fluxo de líquido em uma variedade de indústrias. São importantes em refinarias, fábricas petroquímicas e químicas, usinas e salas limpas, entre outros lugares.

Dispositivos de medição de pressão de manômetro (gauge pressure) são os equipamentos de medição de pressão mais comuns no mundo industrial, especialmente nas indústrias de energia, refino, química, petroquímica, farmacêutica, alimentícia, refrigeração, ar-condicionado e saneamento.

Manômetros de pressão absoluta são usados para monitorar pressão de saturação adiabática por meteorologistas e para realizar operações de destilação na indústria de refino de petróleo. Também podem ser usados para medir a pressão de vapor de líquidos, reatores a vácuo, verificar vazamentos em tanques e circuitos, e medir a queda de pressão de colunas de destilação a vácuo. Bombas de vácuo e o setor de embalagens de alimentos ambos empregam manômetros de pressão absoluta. Pressão atmosférica é medida via barômetros.

Manômetros verificam se não há vazamentos ou variações de pressão que poderiam danificar a operação do sistema hidráulico.

Diagrama de um manômetro:

Tipos de Manômetro

Os vários tipos de manômetros são classificados de acordo com o seguinte:

• Manômetro de pressão absoluta
• Dispositivo de medição de pressão de manômetro (gauge pressure)
• Manômetro de pressão diferencial

Manômetro de Pressão Absoluta:

Pressão absoluta é determinada comparando-a à pressão em um vácuo completo. Em um vácuo completo, não há pressão. Como resultado, é referida como pressão 'absoluta'.

Uma célula de medição separada por um diafragma compõe um manômetro mecânico de pressão absoluta convencional. A câmara de referência, que é um vácuo, é uma parte do dispositivo. Pressão absoluta também pode ser medida com um barômetro, que é um manômetro hidrostático.

Dispositivo de Medição de Pressão de Manômetro (Gauge Pressure):

A pressão de manômetro é calculada usando a pressão atmosférica padrão ao nível do mar como referência (aproximadamente 1013,25 mbar). Quando a pressão de manômetro excede a pressão do ar, é positiva; quando cai abaixo da pressão atmosférica, é negativa.

Um manômetro de tubo Bourdon é o dispositivo mais popular para medir pressão de manômetro. É um dispositivo mecânico composto por um tubo em forma de C selado em uma extremidade. De acordo com a pressão aplicada dentro do tubo, que entra pela extremidade aberta, a extremidade selada é livre para mover um ponteiro ao longo de uma escala. Outros dispositivos mecânicos que podem medir pressão de manômetro incluem diafragmas e foles. O manômetro de tubo em U é eficaz entre os hidrostáticos.

Manômetro de Pressão Diferencial:

A diferença entre duas leituras de pressão é medida como pressão diferencial. Não fornece informações sobre os níveis de pressão nos dois locais particulares que compara.

Manômetros mecânicos de pressão diferencial são o tipo mais comum. Estilo pistão, estilo diafragma e manômetros de pressão diferencial de foles são as formas mais comuns de manômetros de pressão diferencial. Cada um tem uma aplicação única em uma variedade de operações industriais.

Princípio de Funcionamento

O funcionamento dos manômetros pode variar dependendo do tipo. No entanto, este artigo explica o manômetro comum. Como o sistema hidráulico é projetado para operar dentro de uma faixa de pressão específica, o manômetro deve ser classificado para essa faixa também. Embora a pressão hidráulica máxima seja normalmente na faixa de 3.000 a 5.000 psi, manômetros hidráulicos podem medir até 10.000 psi. Manômetros hidráulicos são comumente instalados na porta de pressão da bomba ou próximo a ela para indicação de pressão do sistema, mas podem ser instalados em qualquer lugar na máquina onde a pressão precisa ser monitorada — especialmente se sub-circuitos operam em uma taxa de pressão diferente da bomba, como após uma válvula redutora de pressão. Válvulas redutoras de pressão frequentemente têm uma porta de manômetro que pode ser acessada para monitorar diretamente a configuração de pressão downstream.

Dependendo do tipo de manômetro e do material do qual é composto, o manômetro hidráulico pode sustentar uma ampla faixa de pressões. Como resultado, dois dos fatores de seleção mais essenciais para manômetros são estilo e material.

Manômetros surgem em sistemas pneumáticos e de ar comprimido, pois a pressão é registrada em numerosos pontos ao longo do sistema. O(s) receptor(es), bem como cada FRL ou regulador autônomo no sistema, são todos monitorados para pressão. Pressão às vezes também é medida em atuadores pneumáticos. Manômetros pneumáticos são tipicamente classificados para não mais que 300 psi, enquanto a maioria dos sistemas opera em torno de 100 psi.

Existem três técnicas para medir pressão: absoluta, de manômetro e vácuo. Pressão absoluta é uma medição de pressão real que inclui ar ambiente e é zero-referenciada com um vácuo perfeito. Ao nível do mar, a pressão absoluta pode atingir 14,7 psi. Em aplicações que lidam com ar ambiente, como cálculo de taxa de compressão para necessidades de fluxo (cfm), valores de pressão absoluta são levados em conta. Pressão de manômetro é utilizada na maioria das aplicações que operam em, mas não com, ar ambiente, como sistemas de potência de fluido, e é zero-referenciada contra pressão ambiente. Quando o manômetro é desconectado do dispositivo, indicará zero. Finalmente, "pressão" de vácuo é expressa em Torr ou em polegadas de mercúrio (in.-Hg) unidades, que medem pressão abaixo do ambiente.

Assista ao vídeo abaixo para saber mais sobre um manômetro:

Vantagens e desvantagens de um manômetro

Vantagens:

Abaixo estão os benefícios dos manômetros em suas várias aplicações:

• Manômetros são úteis em uma ampla gama de aplicações e indústrias como engenharia mecânica, bombas/compressores, hidráulica/pneumática e operações gerais de serviço/teste.
• Manômetros modernos garantem longevidade do manômetro e, como resultado, precisão de leitura.
• Manômetros digitais são rápidos e precisos.
• Não requer interpretação do operador
• Sem erros de paralaxe
• Capacidade de iluminação traseira
• Leitura estável em alta vibração
• Fácil de reajustar a faixa
• Manômetros de tubo Bourdon fornecem leituras precisas.
• O tubo Bourdon é barato.
• A construção de um tubo Bourdon é simples.
• Podem ser feitos para fornecer saídas elétricas modificando-os.
• Mesmo para medições de alta pressão, são seguros.
• A precisão é excelente, particularmente em altas pressões.

Desvantagens:

Apesar das vantagens de um manômetro, algumas limitações ainda ocorrem. Abaixo estão as desvantagens dos manômetros em suas várias aplicações.

• É difícil observar a escala inteira ou tendências.
• São incapazes de ler quantidades que oscilam.
• Requerem muita energia, exceto os tipos manuais.
• Reagem lentamente a mudanças de pressão.
• Estão em um estado de histerese.
• São suscetíveis a vibrações e choques.
• Como o deslocamento da extremidade livre do tubo Bourdon é modesto, amplificação é necessária.
• O manômetro de pressão Bourdon não é adequado para medições precisas.

Conclusão

Um manômetro é um dispositivo de medição de intensidade de fluido. Manômetros são requeridos para configuração e ajuste de máquinas de potência de fluido e são indispensáveis na solução de problemas. Sem manômetros, sistemas de potência de fluido seriam tanto imprevisíveis quanto não confiáveis. É tudo para este artigo, onde a definição, funções, tipos, diagrama, funcionamento, vantagens e desvantagens de um manômetro estão sendo discutidos.

Espero que você aprenda muito com a leitura; se sim, compartilhe com outros estudantes. Obrigado por ler, até logo!