Dominando Manômetros Bourdon: Projeto, Funcionamento e Aplicações

Assim como outros tipos de manômetros, o manômetro Bourdon é utilizado para medir pressão. Inventado em 1850, o manômetro de tubo Bourdon continua sendo um dos instrumentos mais amplamente empregados para medir a pressão de diversos tipos de líquidos e gases, incluindo vapor, água e ar, até 100.000 psi (70.000 N/cm²). Ele consiste em um tubo circular que foi achatado e enrolado em um arco circular.

Neste artigo, você aprenderá a definição, aplicações, componentes, diagrama, construção, funcionamento, vantagens e desvantagens do manômetro Bourdon.

O que é um manômetro Bourdon?

Os tubos Bourdon possuem seção transversal oval e são formados radialmente. A pressão do fluido de medição atua no interior do tubo, causando movimento na extremidade não fixada do tubo. A pressão é medida por esse movimento, que é indicado pelo deslocamento.

Para pressões de até 60 bar, tubos Bourdon em formato C com ângulo de aproximadamente 250° podem ser empregados. Tubos Bourdon com múltiplas espiras sobrepostas do mesmo diâmetro angular (tubos helicoidais) ou tubos espirais com bobina espiral em um único plano (tubos espirais) são utilizados para pressões mais elevadas.

Manômetros de tubo Bourdon medem pressões relativas variando de 0,8 a 100.000 psi. São instrumentos de medição de pressão mecânicos que não requerem eletricidade para funcionar. As principais aplicações incluem:

• Medição de pressões médias a muito altas.
• Aplicações de alta pressão, como caldeiras a vapor e compressores.
• Medição de pressão em pneus de veículos.

Diagrama de um manômetro Bourdon:

[Inserir diagrama esquemático do manômetro Bourdon aqui]

Construção

Um transdutor elástico — o tubo Bourdon, fixado e aberto em uma extremidade para receber a pressão a ser medida — é o componente principal deste instrumento. A outra extremidade do tubo Bourdon é livre e fechada. O tubo possui seção transversal oval e foi curvado na forma de um arco circular. Uma ligação ajustável conecta a extremidade livre do tubo Bourdon a um setor e pinhão. Um ponteiro é fixado ao eixo do pinhão e varre uma escala calibrada em pressão.

Princípio de Funcionamento

O funcionamento do manômetro Bourdon é simples e de fácil compreensão. A pressão a ser medida é conectada à extremidade fixa aberta do tubo Bourdon. A pressão exercida atua nas paredes internas do tubo. A seção transversal do tubo tende a mudar de elíptica para circular devido à pressão aplicada. Isso tende a endireitar o tubo Bourdon, causando o deslocamento de sua extremidade livre fechada.

O deslocamento da extremidade livre é proporcional à pressão aplicada. Esse deslocamento é amplificado e convertido em movimento rotativo do pinhão quando a extremidade livre é conectada a uma configuração ligação-setor-pinhão.

À medida que o pinhão gira, o ponteiro move-se para uma nova posição na escala calibrada em pressão, permitindo a indicação direta da pressão aplicada. O ponteiro indica a pressão manométrica (relativa), pois a pressão na carcaça que contém o tubo Bourdon é normalmente a pressão ambiente.

Assista ao vídeo abaixo para aprender mais sobre o funcionamento do manômetro Bourdon:

[Inserir vídeo explicativo aqui]

Vantagens e Desvantagens do Manômetro Bourdon

Vantagens:

• Os manômetros de tubo Bourdon fornecem leituras precisas.
• O tubo Bourdon é econômico.
• A fabricação de tubos Bourdon é simples.
• Podem ser modificados para fornecer saídas elétricas.
• São seguros mesmo para medições de alta pressão.
• A precisão é excelente, particularmente em altas pressões.

Desvantagens:

• Reagem lentamente a mudanças de pressão.
• Estão sujeitos a histerese.
• São suscetíveis a vibrações e choques.
• Como o deslocamento da extremidade livre do tubo Bourdon é pequeno, amplificação é necessária.

Conclusão

O manômetro Bourdon é utilizado para medir pressão. Inventado em 1850, continua sendo um dos instrumentos mais amplamente utilizados para medir a pressão de diversos líquidos e gases, incluindo vapor, água e ar até 100.000 psi (70.000 N/cm²). Neste artigo, discutimos a definição, aplicações, componentes, diagrama, construção, funcionamento, vantagens e desvantagens do manômetro Bourdon.

Espero que você tenha aprendido muito com a leitura. Se gostou, compartilhe com outros estudantes. Obrigado por ler, até a próxima!