Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 1.Problemas - Ex. 123
Transdutores de pressão são normalmente usados para medir a pressão gerando sinais analógicos que, em geral, encontram-se na faixa de 4 mA a 20 mA ou 0 V-dc a 10 V-dc, em resposta à pressão aplicada. O sistema cujo esquema é mostrado na Fig. P1-123 pode ser usado para calibrar transdutores de pressão. Um recipiente rígido é preenchido com ar pressurizado, e a pressão é medida pelo manômetro a ele conectado. Uma válvula é usada para regular a pressão do recipiente. Tanto a pressão quanto o sinal elétrico são medidos simultaneamente para diversas condições, e os resultados são tabulados. Para o conjunto de medições fornecido, obtenha a curva de calibração na forma de , onde e são constantes, e calcule a pressão que corresponde a um sinal de 10 mA.
Passo 1
Temos que o fluido utilizado no sistema é o mercúrio, cuja densidade é 13.560 kg/. Vamos considera-lo sendo um fluido incompressível.
O problema nos fornece a seguinte tabela:
Para calcularmos a pressão com uma diferença de altitude, utilizaremos a seguinte expressão:
Passo 2
Utilizando a expressão mencionada no passo 1, vamos utilizá-la para calcular a pressão em cada altura dada na tabela, lembrando de converter milímetros para metros, daí, vamos começar com a altura de
Fazendo a mesma operação para todas as alturas, teremos a seguinte tabela:
Passo 3
Temos que a expressão dada pelo enunciado é uma função de primeiro grau, daí, para achar a constante que é a inclinação da reta, teremos
Vamos utilizar os dois primeiros dados da tabela para realizar essa operação, daí
Com o valor de podemos escolher qualquer par ordenado na tabela para encontrar , vamos tomar o primeiro par ordenado (4,21;3,72), daí
Daí, teremos que a função para a curva de calibração será dada por
Passo 4
Plotando o gráfico, teremos a seguinte curva de calibração
Passo 5
Para calcular a pressão correspondente há um sinal de 10 mA, só substituímos esse valor na função para a curva de calibração, dada por
Resposta
A pressão correspondente a um sinal de 10 mA é de 79,29 .