Questão 3) Sobre manômetros de tubo inclinado, responda:
Ao escolher um fluido manométrico para indicar a variação de pressão num equipamento, o que devemos considerar quanto sua massa específica? [1,5]

Passo 1

O enunciado trata de manômetros de tubo inclinado e pergunta o que devemos considerar em relação à massa específica do fluido manométrico. O conteúdo envolve a relação entre variação de pressão \Delta p e deslocamento da coluna de fluido inclinada, dada pela equação
\Delta p = \rho_{\text{m}}\,g\,\Delta h \,\sin\theta,
onde \rho_{\text{m}} é a massa específica do fluido manométrico, g a aceleração da gravidade, \Delta h o deslocamento ao longo da vertical e \theta o ângulo de inclinação do tubo.

Passo 2

Da equação acima isolamos o deslocamento medido no tubo inclinado:
\Delta h = \frac{\Delta p}{\rho_{\text{m}}\,g\,\sin\theta}.
Perceba que, para uma mesma variação de pressão \Delta p, um fluido de menor massa específica \rho_{\text{m}} gera um \Delta h maior — ou seja, maior sensibilidade do instrumento.

Passo 3

Devemos, portanto, escolher \rho_{\text{m}} de modo a equilibrar dois fatores principais. Primeiro, fluido pouco denso aumenta a sensibilidade (maior \Delta h por unidade de pressão), mas pode resultar em coluna excessivamente longa, tornando o tubo impraticável. Segundo, fluido muito denso reduz o comprimento necessário mas diminui a resolução do manômetro. Além disso, é preciso garantir que o fluido manométrico seja imiscível e compatível quimicamente com o fluido do processo, e que sua densidade seja suficientemente diferente para manter interfaces bem definidas.

Resposta

A massa específica do fluido manométrico deve ser baixa o bastante para garantir boa sensibilidade (maior deslocamento por variação de pressão), mas alta o bastante para manter a coluna dentro do comprimento disponível no tubo e obter faixa de medida adequada. Ademais, deve haver compatibilidade química e imiscibilidade com o fluido de processo.

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