Mecânica dos fluidos/Manômetros
Manômetros
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Manômetros são instrumentos simples que medem diferença de pressão entre dois pontos em um fluido incompressível estático através da medição da diferença de elevação entre esses pontos.
Um manômetro de coluna líquida em forma de U é feito de um tubo de vidro em forma de U, aberto em ambos os lados e contendo um líquido (chamado líquido manométrico nesta aplicação). O tipo mais simples usa o mercúrio. Como o líquido é muito mais denso que o ar, a densidade deste pode ser desprezada na análise. A pressão P do outro lado fará o líquido subir no tubo de uma altura h. Medindo-se h, obtém-se P através da fórmula
Para aumentar a precisão da leitura, deve-se aumentar o volume do líquido deslocado para uma dada pressão, aumentando-se a sensibilidade do manômetro. Isso pode ser conseguido por três meios:
- Usar um líquido manométrico menos denso
- Inclinar o lado aberto do tubo
- Diminuir o diâmetro do lado aberto do tubo e/ou aumentar o diâmetro do outro lado
Como o tubo terá um diâmetro pequeno no lado aberto, o líquido deve apresentar ainda uma tensão superficial baixa, de modo a não desenvolver um menisco muito curvo. Hidrocarbonetos líquidos são fluidos especialmente adequados a esses manômetros de tubo inclinado. O ângulo de inclinação, na prática, pode chegar a 80° com relação à vertical; acima disso, o menisco se torna difícil de distinguir.
Esses manômetros podem medir a pressão tanto de gases quanto de líquidos, contanto que o líquido manométrico usado não se misture com eles.
Piezômetros
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O piezômetro é um instrumento mais simples de medida de pressão. Trata-se de um tubo graduado de material transparente, aberto na extremidade superior, onde se lê a pressão estática a que está submetido o líquido colocado no seu interior. A pressão na superfície livre do líquido será, obviamente, a pressão atmosférica; a altura do líquido no tubo será proporcional à pressão a que ele estiver submetido.
Uma das grandes limitações desse instrumento é que ele não consegue medir pressões abaixo da atmosférica, nem é conveniente para a medição de pressões muito elevadas. Além disso, ele não se presta à medida da pressão de gases.