Total de visualizações de página

sábado, 16 de agosto de 2014

NR 13 -Caldeiras, Vasos de Pressão e Tubulações - CONTINUIDADE - PARTE 2

NOÇÕES DE GRANDEZAS FÍSICAS E UNIDADES

Iniciaremos  o estudo desta unidade com algumas definições que consideramos importantes.
  Leia atentamente e, caso haja alguma dúvida, solicite a ajuda de seu professor.
  2.1  Pressão
  2.1.1 Conceitos Fundamentais
  Entendemos por pressão uma força atuando em uma unidade de área.
Observe: P = F/A
Onde:

P = Pressão
F = Força
A = Área

2.1.2  Pressão Atmosférica  
  É a força exercida pela atmosfera na superfície terrestre. Esta força  equivale ao  peso dos  gases que estão presentes no ar e que compõem  a atmosfera.
A pressão atmosférica pode variar de um lugar para o outro, em função da altitude e das condições meteorológicas (como a umidade e a densidade do ar). Ao nível do mar, esta pressão é aproximadamente de 760 mmHg, ou 1 atm. Quanto mais alto o local, mais rarefeito é o ar e, portanto, menor a pressão atmosférica. O instrumento que mede a pressão atmosférica é o barômetro.

 2.1.3 Pressão Relativa
 É determinada tomando-se como referência a pressão atmosférica local. Para medi-la, usam-se instrumentos denominados manômetros; por essa razão, a pressão relativa é também chamada de pressão manométrica.
  Pressão Diferencial
  É a diferença entre duas  pressões, sendo representada pelo símbolo DP (delta P). Essa diferença de pressão normalmente é utilizada para medir vazão, nível, pressão, etc.

2.1.4 Pressão Absoluta
 É a soma das pressões relativa e atmosférica. No vácuo absoluto, a pressão absoluta é zero e, a partir daí, será sempre positiva.
  Importante: Ao se exprimir um valor de pressão, deve-se determinar se a pressão é relativa ou absoluta.
 Exemplo: 3 Kgf/cm² abs à Pressão Absoluta = 4 Kgf/cm2àPressão Relativa.
  O fato de se omitir esta informação na indústria significa que a maior parte dos instrumentos mede pressão relativa.
   Pressão Negativa ou Vácuo.
  É quando um sistema tem pressão relativa menor que a pressão atmosférica.

2.1.6  Medição de Pressão

  A medição de pressão é considerada uma das mais importantes dentro dos padrões de medida, pois as medidas de vazão e nível podem ser feitas utilizando-se esse princípio.

2.1.7 Unidades de Pressão
  As unidades de pressão mais usadas são:
}quilograma-força por centímetro quadrado (kgf/cm2)
}atmosfera (atm)
}libras por polegada quadrada (psi)
}polegada de coluna de água (“ca)
}milímetro de coluna de água (mm H20 
ou mm ca)
}bar
}Pascal(Pa)
Como existem muitas unidades de Pressão, é necessário saber a correspondência entre elas, pois nem sempre, na indústria, temos instrumentos padrões com todas as unidades disponíveis. Caso isso ocorra, é necessário saber fazer a conversão.
Converter de
Para as unidades abaixo, multiplique por
Kgf/cm2
Atm
Psi
ca
Kpa
mm ca
Bar
Kgf/cm2
1
0,9678
14,223
394,70
98,0665
9996,59
0,9806
atm
1,0332
1
14,696
406,78
101,325
10328,75
1,0133
psi
0,0703
0,0680
1
27,68
6,8948
702,83
0,0689
“ca
0,0025
0,0024
0,036
1
0,2491
25,39
0,0025
Kpa
0,0102
0,0099
0,145
4,02
1
101,94
0,0100
mm ca
0,0001
0,0001
0,0014
0,04
0,0098
1
0,0001
Bar
1,0797
0,9869
14,503
402,46
100,000
10193,68
1
Exemplo:
  10 psi = ? kgf/cm2
  1 psi = 0,0703 kgf/cm2  à De acordo com a tabela
  10 x 0,0703 = 0,703 kgf/cm2
As energias consumidas por um corpo sólido para se transformar em líquido, por exemplo, são muito grandes e são feitas a custa do calor fornecido ao corpo, sem aumento de temperatura.
  Os casos do gelo e da água são típicos. Sabe-se que para elevar de 1 grau Celsius, 1 grama de água, consome-se 1 caloria. Entretanto, 1 grama de gelo, a 0° grau Celsius, para se transformar em 1 grama de água a 0° grau Celsius, consome 80 calorias.
Chama-se calor latente a quantidade de calor que é preciso fornecer ao corpo para que ele mude de estado, sem que ocorra aumento de temperatura.
Quando um corpo recebe calor e ocorre um aumento de temperatura pelo corpo que é aquecido, esse calor é chamado  de calor sensível.
  O calor sensível é responsável pela variação de temperatura.

2.2.2 Caloria (cal)

É a quantidade de calor necessário para elevar 1 grama de água pura de 14,5ºC até 15,5ºC sob pressão atmosférica normal (760mmHg
  Geralmente expressamos a quantidade de calor em quilocaloria (Kcal), que corresponde a 1000 calorias.
  Usa-se também a BTU (Unidade Térmica Inglesa) que é igual a 0,252 Kcal.

2.2.3 Transmissão de Calor

A transmissão de calor pode ser dividida em três tipos. Observe logo abaixo:
   a) Condução
   É a transferência de calor de uma parte a outra, em um material ou a um material contíguo.
Em qualquer material, se o calor fornecido for constante, a temperatura diminui uniformemente, dos pontos mais quentes para os pontos mais frios.
A capacidade de conduzir calor, conhecida por condutibilidade térmica, varia muito entre as substâncias. Os gases e vapores são os piores condutores de calor, enquanto os líquidos apresentam-se como bons, e os metais são os melhores. 
b) Convecção  
A transferência de calor por condução é um movimento de energia (calor), através de um material. Em contraste, a transferência de calor por convecção é efetuada pelo movimento do próprio material aquecido.
Quando um fluido qualquer é aquecido, a parte mais fria do fluído está mais pesada e terá a tendência de deslocar a sua parte aquecida.
As partes mais frias se aquecem, e por sua vez, são deslocadas. Isto resulta num fluxo contínuo de frio para a parte aquecida, e de fluído aquecido movimentando-se e gerando correntes de convecção.
A diferença de temperatura movimenta o fluido, tornando-se um meio de transferência de calor.
c) Radiação
Todos os corpos possuem a capacidade de irradiar energia. A radiação não necessita de um meio de transmissão, ela pode passar por um meio líquido tão bem quanto através de um gás. A radiação se desloca como ondas de luz.
Nas aplicações práticas, encontramos a transferência de calor na qual os três tipos de transmissão mencionados aparecem.
Veja a seguir:

2.2.4 Equilíbrio Térmico

Um corpo, quando recebe calor tende a elevar sua temperatura e quando perde calor, tende a diminuir a sua temperatura.
Dados dois corpos com temperaturas iguais, não haverá troca de calor entre eles. Quando não existe transferência de calor, diz-se que eles estão em equilíbrio térmico.

2.3  Temperatura

Sem apresentar uma definição exata para temperatura, podemos entendê-la como sendo uma variável que exprime as sensações de quente e frio quando tocamos num corpo.
  Para medição de temperatura, utilizam-se instrumentos chamados termômetros.

Padrões de Temperatura
Para a confecção de escalas de temperatura, necessitamos tê-las constante e invariavelmente como referência.
Esses padrões são conseguidos nas mudanças de estado físico da água, pois essas mudanças ocorrem à mesma temperatura.

 EXEMPLO:
Temperatura do gelo fundente.
Temperatura de ebulição da água.

2.3.1  Escalas Termométricas
Os termômetros são instrumentos que medem a temperatura em valores que são expressos em graus de temperatura.

EXEMPLO:
50 graus de temperatura.
Porém, é necessário exprimir em que escala está se medindo a temperatura.
Na indústria, existem duas escalas práticas:
Escala de temperatura Celsius (centígrado)
Escala de temperatura Fahrenheit

Escala Celsius (ºC)
A escala Celsius usa dois pontos como padrão, a temperatura do gelo fundente que corresponde a 0ºC da escala, e a temperatura da água fervente que corresponde a 100ºC da escala. O intervalo entre esses pontos foi dividido em 100 partes iguais, sendo cada divisão igual a 1ºC .
 Escala Fahrenheit (ºF)
A temperatura do gelo fundente corresponde a 32ºF e a temperatura da água fervente corresponde a 212ºF. A faixa entre os dois pontos foi dividida em 180 partes iguais, sendo cada divisão igual a 1ºF .
A relação entre as escalas Celsius a Fahrenheit pode ser estabelecida pela expressão matemática.
Equações de conversões

Equação basíca
ºC/100 = ºF -32/180

Conversão de Fahrenheit X Celsius
ºC = ºF – 32/1,8
Conversão de Celsius X Fahrenheit
ºF = 1,8 x ºc + 32 

Nenhum comentário:

Postar um comentário