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05/12/2022 Prof. Anderson Manzini SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Aplicável para Líquidos Vapores Gases Sólidos (granulados ou pó) SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO DEFINIÇÃO VAZÃO • É a quantidade instantânea de fluido que passa pela seção reta de um duto numa unidade de tempo. • Ou a quantidade total de fluido movimentado num intervalo de tempo. L T1 T2 Utilizado para: Verificação de rendimento de processo Dosagem de produto Fins contábeis em geral 𝑄 = 𝑞𝑢𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑑𝑒 𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑣𝑎𝑙𝑜 𝑑𝑒 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑜 05/12/2022 SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO INFLUÊNCIAS VAZÃO • É uma variável muito influenciada por condições externas e por características dos fluidos envolvidos • Condições de temperatura e pressão podem alterar propriedades e o próprio estado dos fluidos • A maioria dos medidores de vazão são projetados para medição de fluídos homogêneos • Geralmente o medidor aproveita o efeito de interação entre o fluido e o medidor SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO • É a resistência que um fluido oferece ao deslocamento de suas partículas • A resistência provoca perda de carga adicional, que deve ser considerada na escolha do medidor de vazão • A perda de carga é a diminuição de energia dinâmica do fluido devido à fricção das partículas do fluido entre si e contra as paredes da tubulação que os contenha VISCOSIDADE 05/12/2022 REGIME DE ESCOAMENTO LAMINAR • escoamento ordenado em camadas planas ou concêntricas, • sem passagem das partículas do fluido de uma camada para outra • sem variação de velocidade, para determinada vazão. REGIME DE ESCOAMENTO TURBULENTO • escoamento desordenado, • as partículas do fluido se misturam constantemente • oscilações de velocidade e pressão SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO • um fluido escoando por uma tubulação pode assumir dois tipos de regime de escoamento de acordo com: a velocidade viscosidade do fluido diâmetro da tubulação E rugosidade da tubulação REGIME DE ESCOAMENTO SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO REGIME DE ESCOAMENTO 05/12/2022 SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO REGIME DE ESCOAMENTO TRANSITÓRIO MUDANÇA DE REGIME DE ESCOAMENTO • Ocorre quando as partículas de um fluido alteram a forma de escoamento de laminar para turbulento. Causado por: Alteração de pressão externa ao fluido Rugosidade da tubulação Alteração de velocidade • A mudança de regime ocorre na velocidade crítica Vcr = velocidade crítica Kc = coeficiente de proporcionalidade ν (ni) = viscosidade cinemática D = diâmetro da tubulação 𝑉 = 𝐾 ν 𝐷 SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO NÚMERO DE REYNOLDS CRÍTICO • Reynolds efetuou uma tabela relacionando Kc com o regime de escoamento • Logo o número de Reynolds Crítico indica a mudança de regime de escoamento de um fluido 𝑉 = 𝐾 ν 𝐷 𝐾 = 𝑉 𝐷 ν 𝑅𝑒 = 𝑉 𝐷 ν Vcr = velocidade crítica Kc = coeficiente de proporcionalidade ν (ni) = viscosidade cinemática D = diâmetro da tubulação Recr = nº Reynolds crítico MUDANÇA DE REGIME DE ESCOAMENTO TURBULENTOLAMINAR REcr 05/12/2022 SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO NÚMERO DE REYNOLDS • Numero de Reynolds é utilizado para a determinar o tipo de escoamento de um fluido • A partir desse número, pode-se afirmar: Re < 2000 = escoamento laminar Re > 4000 = escoamento turbulento 2000 < Re <4000 = escoamento transitório (para efeitos práticos, já se considera turbulento) MUDANÇA DE REGIME DE ESCOAMENTO 𝑅𝑒 = 𝑉 𝐷 ν Re : nº Reynolds V : velocidade do fluido D : diâmetro da tubulação ν (ni) : viscosidade cinemática TURBULENTOLAMINAR 2000 4000 TRANSITÓRIO SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO • De acordo com a necessidade do sistema e/ou do processo, pode-se ter a medição de vazão em 3 tipos: TIPOS DE VAZÃO Vazão volumétrica (Q) • Onde mede-se o volume de fluido escoado • O volume de um corpo é a quantidade de espaço ocupada por esse corpo m³/h litros/min Vazão mássica (Qm) • Onde mede-se a quantidade de massa de fluido escoado • A massa é a quantidade de matéria de um corpo kg/min ton/h Vazão em peso (Qw) • Onde mede-se a quantidade de peso de fluido escoado • o peso mostra a relação da massa com a aceleração da gravidade local gf/s kgf/min • Todas podem ser medidas de forma totalizada, onde a unidade de tempo não é utilizada EX: litros, toneladas, kgfs 05/12/2022 SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO DEFINIÇÃO VAZÃO VOLUMÉTRICA(Q) Q = vazão volumétrica V = Volume t = tempo c = comprimento do trecho da tubulação (entre a e b) v = velocidade média • Considerando um duto de área (A) , um fluido vai escoar entre o ponto a e b num intervalo de tempo, a uma velocidade (v) 𝑣 = 𝑐 𝑡 𝑉 = 𝐴 𝑐 𝑄 = 𝑉 𝑡 𝑄 = 𝐴 𝑐 𝑡 velocidade volume 𝑄 = 𝐴 𝑣 • Essa relação só é valida para dutos completamente preenchidos. SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO DEFINIÇÃO VAZÃO MÁSSICA (Qm) Qm = vazão mássica m = massa t = tempo ρ (rô) = massa específica V = Volume Q = vazão volumétrica • É a obtido através da relação entre a massa escoada (m) e o tempo (t) que essa massa levou para escoar • Massa específica ( ρ ) é a razão entre massa (m) e volume (V) 𝑄 = 𝑚 𝑡 𝜌 = 𝑚 𝑉 𝑚 = 𝜌 𝑉 𝑄 = 𝑚 𝑡 𝑄 = 𝜌 𝑉 𝑡 𝑄 = 𝜌 𝑄 05/12/2022 • Peso específico ( γ ) é o produto entre massa específica (ρ) e aceleração da gravidade (g) SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO DEFINIÇÃO VAZÃO EM PESO (Qw) Qw = vazão em peso w = peso t = tempo m = massa g = aceleração da gravidade γ = peso específico ρ (rô) = massa específica V = Volume Qm = vazão mássica Q = vazão volumétrica • É a obtido através da relação entre peso escoado (w) e o tempo (t) que essa massa levou para escoar • Peso ( w ) é o produto entre massa (m) e aceleração da gravidade (g) 𝑄 = 𝑤 𝑡 𝛾 = 𝜌 𝑔 𝑄 = 𝑤 𝑡 𝑄 = 𝑚 𝑔 𝑡 𝑄 = 𝑄 𝛾 𝑤 = 𝑚 𝑔 𝑄 = 𝑄 𝑔 𝑄 = 𝑄 𝜌 𝑔 SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO • Supondo um fluxo em regime permanente na tubulação abaixo: • Com fluido incompressível • E sem acumulo de massa no volume compreendido entre as seções 1 e 2 • É possível afirmar que a vazão é constante EQUAÇÃO DA CONTINUIDADE 𝑄 = 𝑄 𝑄 = 𝐴 𝑣 𝑄 = 𝐴 𝑣 𝐴 𝑣 = 𝐴 𝑣 Para vazão de fluidos líquidos, pode-se utilizar a equação da continuidade para efeitos práticos, com relativa precisão 05/12/2022 SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO • O regime turbulento é caracterizado por um perfil de velocidades mais uniforme que o perfil correspondente ao regime laminar. DISTRIBUIÇÃO DE VELOCIDADES • É uma média ponderada das velocidades levando em consideração as seções do tubo que são percorridas pelas velocidades locais. • A relação velocidade média / velocidade do centro ( vm / vc ) é aproximadamente 0,5 em escoamentos laminares e 0,8 em escoamentos turbulentos. Escoamento turbulentoEscoamento laminar 𝑣𝑚 = 𝑄 𝐴 vm = velocidade média Q = vazão volumétrica A = área da seção da tubulação SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO TIPOS MEDIDORES DE VAZÃO DIRETOS • turbina • impacto (target)Velocidade pelo impacto do fluido INDIRETOS • tubo de pitot • tubo de venturi • bocais • placa de orifício Perda de carga variável (área constante) • rotâmetroÁrea variável (perda de carga constante) • magnético • vortex • ultra-sônico • coriolis • térmico Especiais INSTANTÂNEOS VOLUMÉTRICOS • vertedor • calha parshalEm canais abertos • disco nutante • rotores de lobulos • engrenagens ovais • palhetas Deslocamento positivo do fluido 05/12/2022 SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO MEDIDOR DE ENGRENAGENS OVAIS • para líquidos em geral, relativamente limpos MEDIDORES DE VAZÃO DIRETOS – DESLOCAMENTO POSITIVO SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO MEDIDOR DE DISCO NUTANTE • para tubulações de pequenos diâmetros • Óleos, combustíveis, gasolina MEDIDORES DE VAZÃO DIRETOS – DESLOCAMENTO POSITIVO 05/12/2022 ROTORES DE LÓBULOS • possui boa estanqueidade • Líquidos e gases SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO MEDIDORES DE VAZÃO DIRETOS – DESLOCAMENTO POSITIVO SISTEMAS DE MEDIÇÃODE VAZÃO ROTATIVO DE PALHETAS CORREDIÇAS • líquidos sem sólidos em suspensão MEDIDORES DE VAZÃO DIRETOS – DESLOCAMENTO POSITIVO 05/12/2022 SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO ROTATIVO DE PALHETAS RETRÁTIL • líquidos sem sólidos em suspensão MEDIDORES DE VAZÃO DIRETOS – DESLOCAMENTO POSITIVO SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO MED. DE VAZÃO DIRETOS – VELOCIDADE P/ IMPACTO DO FLUIDO MEDIDOR TIPO TURBINA • a turbina é um instrumento de excelente precisão mas de confiabilidade limitada. • sólidos em suspensão podem influenciar no seu movimento • passagem de ar também é um fato de erro 05/12/2022 SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO MED. DE VAZÃO DIRETOS – VELOCIDADE P/ IMPACTO DO FLUIDO MEDIDOR TIPO RODA DE PÁS • Compacto e mais fácil de instalar • Necessitam que a tubulação esteja preenchida completamente SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO MED. DE VAZÃO DIRETOS – VELOCIDADE P/ IMPACTO DO FLUIDO MEDIDOR TIPO TURBINA E TIPO RODA DE PÁS • Os fluidos devem ser : relativamente limpos não ter alta viscosidade a vazão deve ter regime de escoamento laminar Pode-se instalar linearizadores de vazão para adequar o escoamento 05/12/2022 SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO MED. DE VAZÃO DIRETOS – VELOCIDADE P/ IMPACTO DO FLUIDO MEDIDOR TIPO TURBINA E TIPO RODA DE PÁS Características gerais: Utilizado para fluidos limpos em geral Precisão de 0,1 à 3% Escala linear Excelente repetibilidade Pressão de operação máxima: 200 kgf/cm2 Faixa de temperatura: - 200 à 250 ºC Range de vazão: 4 l/min à 150 m3/min Diâmetros de Tubulação: ¼” à 30” (760 mm) Trecho reto necessário: 10D (à montante) e 5D (à jusante) Acessório: Necessita de medidor (transmissor) Custo médio (considerando o conjunto e o diâmetro da linha) Pode ser utilizado em vazão bidirecional (altera “k”) Desvantagens: Desgaste das pás Travamento do rotor Inércia para baixas vazões Diâmetro “D” limitado Não é utilizado para baixo nº de Reynolds SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO MED. DE VAZÃO DIRETOS – VELOCIDADE P/ IMPACTO DO FLUIDO MEDIDOR TIPO IMPACTO (TARGET) • constituído de um disco instalado dentro da tubulação que recebe impacto direto do fluxo • o impacto faz com que a haste se flexione, e um transdutor converte esse movimento em sinal proporcional à vazão • Transdutores com strain gauges ou cristais piezoelétricos são os mais comuns • principio utilizado em fluxostatos 05/12/2022 SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO MED. DE VAZÃO DIRETOS – VELOCIDADE P/ IMPACTO DO FLUIDO FLUXOSTATOS • Indicam a presença de vazão • Normalmente sistema mecânico • Podem ser regulados para indica somente a partir de terminado nível de vazão • Possui contatos elétricos (NA/NF) simples ou comutadores (reversíveis) SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO ROTÂMETRO • Possui um flutuador colocado dentro de um tubo de diâmetro variável instalado verticalmente • Baseia-se no ponto de equilíbrio de forças • Causam perda constante de carga MEDIDORES DE VAZÃO INDIRETOS – ÁREA VARIÁVEL 05/12/2022 SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO ROTÂMETRO • Forças que atuam no Rotâmetro: W= Força Peso F= Força de arraste do fluido sobre o flutuador E= Força de empuxo do fluido sobre o flutuador MEDIDORES DE VAZÃO INDIRETOS – ÁREA VARIÁVEL E F W SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO ROTÂMETRO • existem diferentes tamanhos e materiais, sendo utilizado para líquidos e gases MEDIDORES DE VAZÃO INDIRETOS – ÁREA VARIÁVEL • há a disponibilidades de flutuadores com imãs internos, que associados com reed switchs, se tornam chaves de vazão. 05/12/2022 SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO MEDIÇÃO DE VAZÃO POR PRESSÃO DIFERENCIAL (∆P) MED. DE VAZÃO INDIRETOS - PERDA DE CARGA VARIÁVEL • Utiliza um elemento primário para causar diminuição da área da seção da tubulação num trecho da mesma • com isso gera-se um aumento na velocidade e uma queda de pressão num trecho • Esses elementos primários são conhecidos como elementos deprimogênios SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO MEDIÇÃO DE VAZÃO POR PRESSÃO DIFERENCIAL (∆P) MED. DE VAZÃO INDIRETOS - PERDA DE CARGA VARIÁVEL • Elementos de pressão diferencial, seguem a equação da continuidade • Medidores por pressão diferencial podem ser aplicados numa grande variedade de medições: a maioria dos gases e líquidos; fluídos com sólidos em suspensão; fluídos viscosos; faixa de temperatura e pressão bastante ampla. • Um inconveniente deste tipo de medidor é a perda de carga que o mesmo causa ao processo. 05/12/2022 SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO MEDIÇÃO DE VAZÃO POR PRESSÃO DIFERENCIAL (∆P) • A velocidade gerada pelo ΔP tem a seguinte relação: v = velocidade média das partículas do fluido K = constante que relaciona o diâmetro da restrição, o diâmetro da tubulação, as unidades de media, os fatores de correção,tipo de fluido, tipo de escoamento,etc ∆P = pressão diferencial gerada pela restrição D = densidade do fluído Q = vazão volumétrica A = área da seção de passagem do fluido MED. DE VAZÃO INDIRETOS - PERDA DE CARGA VARIÁVEL 𝑣 = 𝐾 ∆𝑃 𝐷 𝑄 = 𝐴 𝑣 𝑄 = 𝐴 𝐾 ∆𝑃 𝐷 • Sendo a área da seção da tubulação e a densidade do liquido constantes, pode-se simplificar a equação da seguinte forma: 𝑄 = 𝐾 ∆𝑃 SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO • Exemplo1: considerando que em determinado processo a vazão máxima de um fluido seja 25m³/min, e a pressão diferencial máxima igual a 2500mmH2O, determine a pressão diferencial quando a vazão for reduzida para 12,5m³/min. MED. DE VAZÃO INDIRETOS - PERDA DE CARGA VARIÁVEL MEDIÇÃO DE VAZÃO POR PRESSÃO DIFERENCIAL (∆P) 𝑄 = 𝐾 ∆𝑃 1º determinar o K 𝐾 = 𝑄 ∆𝑃 𝐾 = 25 2500 𝐾 = 25 50 = 0,5 2º isolar ΔP e substituir o K ∆𝑃 = 𝑄 𝐾 ∆𝑃 = 12,5 0,5 ∆𝑃 = 25 ∆𝑃 = 625𝑚𝑚𝐻 𝑂 05/12/2022 SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO • para efeitos práticos, usa-se a equação em porcentagem • Exemplo 2: qual o ΔP% para uma vazão de 50% Considerando que em % os valores máximos são: Q% = 100% ∆P% = 100% MED. DE VAZÃO INDIRETOS - PERDA DE CARGA VARIÁVEL MEDIÇÃO DE VAZÃO POR PRESSÃO DIFERENCIAL (∆P) 1º determinar o K 𝐾 = 𝑄 ∆𝑃 𝐾 = 100 100 𝐾 = 100 10 2º isolar ΔP e substituir o K ∆𝑃% = 𝑄% 𝐾 ∆𝑃% = 50 10 ∆𝑃% = 5 ∆𝑃% = 25% 𝐾 = 10 Para cálculos em porcentagem: K=10 3º EX: se o ΔP Máximo de um sistema for 2500mmH2O , ∆𝑃 = ∆𝑃 á ∆𝑃% ∆𝑃 = 2500 25% ∆𝑃 = 2500 0,25 ∆𝑃 = 625𝑚𝑚𝐻 𝑂 SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO RELAÇÃO QUADRÁTICA ENTRE ∆P E A VAZÃO MED. DE VAZÃO INDIRETOS - PERDA DE CARGA VARIÁVEL 𝑄% = 10 ∆𝑃% ∆𝑃% = 𝑄% 10 05/12/2022 SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO MED. DE VAZÃO INDIRETOS - PERDA DE CARGA VARIÁVEL MEDIÇÃO DE VAZÃO POR PRESSÃO DIFERENCIAL (∆P) NORMALIZADA • Quando há a compensação de temperatura e pressão, a vazão medida pode ser chamada de vazão normalizada SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO MED. DE VAZÃO POR PRESSÃO DIFERENCIAL (∆P) ELEMENTOS PRIMÁRIOS PLACAS DE ORIFÍCIO • É um disco metálico com um orifício • É o elemento primário mais simples, de menor custo e portanto o mais empregado • é de uso geral, porém causa perda permanente de carga considerável MED. DE VAZÃO INDIRETOS - PERDA DE CARGA VARIÁVEL 05/12/2022 SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO MED. DE VAZÃO POR PRESSÃO DIFERENCIAL (∆P) ELEMENTOS PRIMÁRIOS PLACAS DE ORIFÍCIO • Diâmetro externo depende do diâmetro da tubulação • Diâmetro interno depende da condição de vazão • A relação entre os diâmetros interno e externos gera o coeficiente β (beta) β = relação de diâmetros da placa de orifício d = diâmetro do orifício D = diâmetro da tubulação MED. DE VAZÃO INDIRETOS - PERDA DE CARGA VARIÁVEL 𝛽 = 𝑑 𝐷 D d A placa de identificação, traz informações importantes, dentre elas o ΔP Máximo SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO MED. DE VAZÃO POR PRESSÃO DIFERENCIAL (∆P) ELEMENTOS PRIMÁRIOS • PLACAS DE ORIFÍCIO COCÊNTRICO – uso geral FLUXO MONTANTE JUSANTE MED. DE VAZÃO INDIRETOS - PERDA DE CARGA VARIÁVEL 05/12/2022 SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO FLUXO MONTANTE JUSANTE MED. DE VAZÃOINDIRETOS - PERDA DE CARGA VARIÁVEL MED. DE VAZÃO POR PRESSÃO DIFERENCIAL (∆P) ELEMENTOS PRIMÁRIOS • PLACAS DE ORIFÍCIO EXCÊNTRICO - Fluidos com sólidos em suspensão • Orifício na parte inferior, para sólidos pesados • Orifício na parte superior para sólidos leves • PLACAS DE ORIFÍCIO SEGMENTAL - Fluidos com escoamento laminar ou alta porcentagem de sólidos em suspensão • Orifício na parte inferior, para sólidos pesados • Orifício na parte superior para sólidos leves SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO FLUXO MONTANTE JUSANTE MED. DE VAZÃO INDIRETOS - PERDA DE CARGA VARIÁVEL MED. DE VAZÃO POR PRESSÃO DIFERENCIAL (∆P) ELEMENTOS PRIMÁRIOS 05/12/2022 SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO MED. DE VAZÃO INDIRETOS - PERDA DE CARGA VARIÁVEL MED. DE VAZÃO POR PRESSÃO DIFERENCIAL (∆P) ELEMENTOS PRIMÁRIOS TOMADAS DE IMPULSO Mais populares, excelente exatidão Fabricantes já fornecem flanges em diversos tamanhos normatizados Não recomendado para tubulações de menores de 2” com β elevado Tomada de baixa pressão em região muito turbulenta FLUXO SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO • Tomada na Flange ou “Flange Taps” Como as tomadas estão equidistantes, permite fluxo em ambos os sentidos MED. DE VAZÃO INDIRETOS - PERDA DE CARGA VARIÁVEL MED. DE VAZÃO POR PRESSÃO DIFERENCIAL (∆P) ELEMENTOS PRIMÁRIOS TOMADAS DE IMPULSO 05/12/2022 SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO MED. DE VAZÃO INDIRETOS - PERDA DE CARGA VARIÁVEL MED. DE VAZÃO POR PRESSÃO DIFERENCIAL (∆P) ELEMENTOS PRIMÁRIOS TOMADAS DE IMPULSO Utilizam flanges comuns Indicada para tubulações acima de 4” tomada de alta pressão entre 1/2 e 2D (em geral 1D) tomada de baixa estará no ponto de pressão mínima, e depende do β. SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO FLUXO MED. DE VAZÃO INDIRETOS - PERDA DE CARGA VARIÁVEL MED. DE VAZÃO POR PRESSÃO DIFERENCIAL (∆P) ELEMENTOS PRIMÁRIOS TOMADAS DE IMPULSO • Tomada na Vena Contracta K1 K2 05/12/2022 SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO MED. DE VAZÃO INDIRETOS - PERDA DE CARGA VARIÁVEL MED. DE VAZÃO POR PRESSÃO DIFERENCIAL (∆P) ELEMENTOS PRIMÁRIOS TOMADAS DE IMPULSO Também chamadas de tomadas D e D/2 Similar a vena contracta, porém utiliza distâncias entre tomadas constante Usada em tubulações de 2" a 30" Pouco comuns, pois existem diferenças de exatidão de acordo com o Nº de Reinolds SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO MED. DE VAZÃO INDIRETOS - PERDA DE CARGA VARIÁVEL MED. DE VAZÃO POR PRESSÃO DIFERENCIAL (∆P) ELEMENTOS PRIMÁRIOS TOMADAS DE IMPULSO Para tubos com diâmetro inferior a 2” Fornecidas pelos fabricantes em medidas normatizadas 05/12/2022 SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO FLUXO MED. DE VAZÃO INDIRETOS - PERDA DE CARGA VARIÁVEL MED. DE VAZÃO POR PRESSÃO DIFERENCIAL (∆P) ELEMENTOS PRIMÁRIOS TOMADAS DE IMPULSO • Tomada de canto • Têm a desvantagem de serem sujeitas a entupimentos SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO MED. DE VAZÃO INDIRETOS - PERDA DE CARGA VARIÁVEL MED. DE VAZÃO POR PRESSÃO DIFERENCIAL (∆P) ELEMENTOS PRIMÁRIOS TOMADAS DE IMPULSO Apresentam o menor diferencial de pressão entre outros tipos de tomadas Permite a medição direta da perda de carga permanente atual 05/12/2022 SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO FLUXO MED. DE VAZÃO INDIRETOS - PERDA DE CARGA VARIÁVEL MED. DE VAZÃO POR PRESSÃO DIFERENCIAL (∆P) ELEMENTOS PRIMÁRIOS TOMADAS DE IMPULSO • Tomadas na tubulação • Para diâmetro menores de 20mm, placas de orifício são inviáveis • Nesse caso utiliza-se o orifício integral • É um seguimento tubular de diâmetro inferior que a linha principal SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO MED. DE VAZÃO INDIRETOS - PERDA DE CARGA VARIÁVEL MED. DE VAZÃO POR PRESSÃO DIFERENCIAL (∆P) ELEMENTOS PRIMÁRIOS ORIFÍCIO INTEGRAL Tomadas de pressão Orifício integral 05/12/2022 SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO • Tubo de formato específico para proporcionar ∆P de forma suave • Consta de três partes: uma seção cônica de entrada com diâmetro decrescente, uma seção paralela central uma seção cônica de saída MED. DE VAZÃO INDIRETOS - PERDA DE CARGA VARIÁVEL MED. DE VAZÃO POR PRESSÃO DIFERENCIAL (∆P) ELEMENTOS PRIMÁRIOS TUBO DE VENTURI SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO • Baseado no principio da equação da continuidade • Utiliza o parâmetro β (beta) que relaciona os diâmetros do tubo • gera uma pressão diferencial menor do que um placa de orifício em mesma situação MED. DE VAZÃO INDIRETOS - PERDA DE CARGA VARIÁVEL MED. DE VAZÃO POR PRESSÃO DIFERENCIAL (∆P) ELEMENTOS PRIMÁRIOS TUBO DE VENTURI β = relação de diâmetros do tubo de venturi d = diâmetro da garganta D = diâmetro da seção de entrada 𝛽 = 𝑑 𝐷 d D 05/12/2022 SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO • VANTAGENS A recuperação de pressão em um tubo Venturi é bastante eficiente (menor perda de carga) pode ser usado com a maioria dos líquidos, inclusive aqueles com alto conteúdo de sólidos Normalmente empregados para grandes vazões. Pode utilizar um transmissor de pressão diferencial digital com função quadrática • PONTOS DE ATENÇÃO Custo elevado baixa pressão diferencial MED. DE VAZÃO INDIRETOS - PERDA DE CARGA VARIÁVEL MED. DE VAZÃO POR PRESSÃO DIFERENCIAL (∆P) ELEMENTOS PRIMÁRIOS TUBO DE VENTURI SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO • Elemento primário em formato de “funil” • O perfil de entrada é projetado de forma à guiar o fluxo até atingir a seção mais estrangulada do elemento de medição MED. DE VAZÃO INDIRETOS - PERDA DE CARGA VARIÁVEL MED. DE VAZÃO POR PRESSÃO DIFERENCIAL (∆P) ELEMENTOS PRIMÁRIOS BOCAL DE VAZÃO (FLOW NOOZE) • Possui dois tipos Curva elíptica (projeto ASME) Curva pseudoelíptica (projeto ISA) 05/12/2022 SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO • VANTAGENS Permite a medição de vazões 60% superiores as de placa de orifício nas mesmas condições de serviço. Líquidos e gases Principal aplicação é na medição de vapor com alta velocidade Fluidos que arrastam sólidos em suspensão • PONTOS DE ATENÇÃO Perda de carga MED. DE VAZÃO INDIRETOS - PERDA DE CARGA VARIÁVEL MED. DE VAZÃO POR PRESSÃO DIFERENCIAL (∆P) ELEMENTOS PRIMÁRIOS BOCAL DE VAZÃO (FLOW NOOZE) SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO • Faz a medição da velocidade do fluido a partir da pressão dinâmica (Pd) • Possui duas tomadas de pressão: • uma tomada de pressão perpendicular ao fluxo (pressão estática Pe) • outra tomada de pressão paralela ao fluxo (pressão total Pt) MED. DE VAZÃO INDIRETOS - PERDA DE CARGA VARIÁVEL MED. DE VAZÃO POR PRESSÃO DIFERENCIAL (∆P) ELEMENTOS PRIMÁRIOS TUBO DE PITOT Pressão estática Pressão total ∆𝑃 = 𝑃 − 𝑃 ∆𝑃 = 𝑃 05/12/2022 SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO • Pressão estática é gerada pela presença do fluido (massa, aceleração da gravidade, pressão ambiente, temperatura, etc) • Pressão dinâmica é gerada pelo movimento do fluido (aceleração, velocidade, sentido de fluxo) • Maior velocidade ocorre no centro da tubulação, sendo o ponto da tomadas de alta pressão MED. DE VAZÃO INDIRETOS - PERDA DE CARGA VARIÁVEL MED. DE VAZÃO POR PRESSÃO DIFERENCIAL (∆P) ELEMENTOS PRIMÁRIOS TUBO DE PITOT PRESSÃO DINÂMICA PRESSÃO ESTÁTICA H L SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO • Relação entre a pressão dinâmica e a velocidade é dada por: MED. DE VAZÃO INDIRETOS - PERDA DE CARGA VARIÁVEL MED. DE VAZÃO POR PRESSÃO DIFERENCIAL (∆P) ELEMENTOS PRIMÁRIOS TUBO DE PITOT 𝑃 = 𝛾 𝑣 2𝑔 𝑣 = 𝑃 2𝑔 𝛾 Pd = Pressão dinâmica (kgf/m²) γ = Peso específico do fluido (kgf/m³) v = velocidade do fluido (m/s) g = aceleração da gravidade (9,8m/s²) • Para efeitos práticos a viscosidade do fluido, regime de escoamento, pressão local, temperatura, entre outros fatores são agregados em um valor “K” • O valor “K” pode ser obtido empiricamente com a relação entre a média de várias velocidade medidas, e a velocidade máxima verificada 𝐾 = 𝑣 𝑚é𝑑𝑖𝑎 𝑣 𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑎 𝑣 é = 𝐾 𝑃 2𝑔 𝛾 05/12/2022 SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO • VANTAGENS Utilizado para medição de vazão temporária (investigação de vazões) Mede vazão de líquidose gases Alta confiabilidade Sofre influência da viscosidade do fluido • PONTOS DE ATENÇÃO Sujeito a entupimento É necessário a medição em vários pontos da tubulação MED. DE VAZÃO INDIRETOS - PERDA DE CARGA VARIÁVEL MED. DE VAZÃO POR PRESSÃO DIFERENCIAL (∆P) ELEMENTOS PRIMÁRIOS TUBO DE PITOT SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO • é projetado para medir a pressão dinâmica média • O lado de alta pressão mede a pressão total que é produzida pelo impacto do fluido nos furos do sensor. MED. DE VAZÃO INDIRETOS - PERDA DE CARGA VARIÁVEL MED. DE VAZÃO POR PRESSÃO DIFERENCIAL (∆P) ELEMENTOS PRIMÁRIOS MEDIDOR TIPO ANUBAR 05/12/2022 SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO • a câmara de baixa pressão fica oposta à câmara de alta • A câmara de alta, mede a pressão total • A câmara de baixa mede uma pressão que será menor que a pressão estática • A relação vazão / pressão diferencial é quadrática e associada a uma fator “K” MED. DE VAZÃO INDIRETOS - PERDA DE CARGA VARIÁVEL MED. DE VAZÃO POR PRESSÃO DIFERENCIAL (∆P) ELEMENTOS PRIMÁRIOS MEDIDOR TIPO ANUBAR 𝑄 = 𝐾 ∆𝑃 FLUXO FLUXOH L SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO • Para melhor sensibilidade, existem sondas com formatos especiais , que geram maior Delta P entre as câmaras MED. DE VAZÃO INDIRETOS - PERDA DE CARGA VARIÁVEL MED. DE VAZÃO POR PRESSÃO DIFERENCIAL (∆P) ELEMENTOS PRIMÁRIOS MEDIDOR TIPO ANUBAR 05/12/2022 • VANTAGENS não requer medições em várias seções da tubulação Fator “K” é fornecido pelo fabricante Usado com: Líquidos Gases (compensação de temperatura e pressão) Fácil instalação • PONTOS DE ATENÇÃO somente fluidos limpos Sujeito a entupimento das tomadas SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO MED. DE VAZÃO INDIRETOS - PERDA DE CARGA VARIÁVEL MED. DE VAZÃO POR PRESSÃO DIFERENCIAL (∆P) ELEMENTOS PRIMÁRIOS MEDIDOR TIPO ANUBAR SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO MED. DE VAZÃO INDIRETOS - PERDA DE CARGA VARIÁVEL MED. DE VAZÃO POR PRESSÃO DIFERENCIAL (∆P) ELEMENTOS PRIMÁRIOS MONTAGEM DO TRANSMISSOR EM RELAÇÃO À TOMADA DE PRESSÃO 05/12/2022 SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO MEDIDOR MAGNÉTICO MED. DE VAZÃO INDIRETOS – ESPECIAIS • Consiste na aplicação da lei de Faraday, sobre indução eletromagnética • “Quando um condutor se move dentro de um campo magnético, é produzida uma força eletromotriz (F.E.M.) proporcional a sua velocidade.” • O medidor gera um campo magnético no duto, e o “condutor” em movimento é o fluido SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO MEDIDOR MAGNÉTICO • A relação entre a F.E.M. e a velocidade é : 𝐸 = 𝐵 𝑑 𝑣 E = F.E.M. (V) B = densidade do fluxo magnético (T) tesla d = diâmetro interno do detector (m) v = velocidade do fluido (m/s) 𝑣 = 𝐸 𝐵 𝑑 Isolante Junta Bobinas de Campo Eletrodos sensores Tubo aço Flange Campo Magnético “B” “E” “E” Fluxo Variável “D” D “V” MED. DE VAZÃO INDIRETOS – ESPECIAIS 05/12/2022 SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO MEDIDOR MAGNÉTICO - ESTRUTURA • TUBO DETECTOR Não pode ser feito de material ferromagnético (ex: aço ou níquel), para não haver interferência no campo magnético Comumente usa-se aço inox • REVESTIMENTO O interior do tubo tem de ser eletricamente isolado, para não haver interferência na F.E.M. Comumente usa-se teflon, borracha de poliuretano ou cerâmica O tipo de revestimento também possibilita que o medidor opere com fluidos agressivos • ELETRODOS Condutores instalados na parede do tubo, em contato com o fluido Responsáveis pela captação da F.E.M. gerada Normalmente são de aço inoz, monel, hastelloy, platina entre outros, de acordo com o fluido MED. DE VAZÃO INDIRETOS – ESPECIAIS SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO MEDIDOR MAGNÉTICO • VANTAGENS Equipamento extremamente flexível ideais para medição de produtos químicos altamente corrosivos, fluidos com sólidos em suspensão, lama, água, polpa de papel. Sua aplicação estende-se desde saneamento até indústrias químicas, papel e celulose, mineração e indústrias alimentícias. Para medição de líquidos limpos com baixa viscosidade Não oferece perda de carga Não sofre influência da densidade e viscosidade • PONTOS DE ATENÇÃO O fluido deve ter condutividade mínima exigida pelo equipamentos (na média 5μS [micro siemens]) O correto aterramento do sistema é fundamental para a precisão do mesmo Não mede vazão de gases Não mede vazão de fluidos isolantes, lubrificantes e hidrocarbonetos, MED. DE VAZÃO INDIRETOS – ESPECIAIS 05/12/2022 SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO MEDIDOR TIPO VORTEX • Utiliza uma barra de anteparo transversal na tubulação • Com a passagem do fluido ocorre a formação de vórtices alternados no fluido apôs o anteparo • Um transdutor capta o movimento dos vórtices contabilizando-os ao longo do tempo • Essa contagem é convertida para frequência MED. DE VAZÃO INDIRETOS – ESPECIAIS Anteparo Elemento sensor SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO MEDIDOR TIPO VORTEX • O detector dos vórtices utiliza uma pá que se desloca com a passagem dos vórtices • Com o uso de sensores piezoeléctricos, capacitivos ou strain gauge, o movimento é convertido em pulsos • Os pulsos são medidos em frequência MED. DE VAZÃO INDIRETOS – ESPECIAIS • Os anteparos (vortex shedder) têm diferentes formas, de acordo com a aplicação 05/12/2022 SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO MEDIDOR TIPO VORTEX • VANTAGENS Dentro da faixa de 2x104 e 7x106 Nº de Reynolds, a frequência gerada não é afetada por variações de: Viscosidade Densidade Temperatura ou pressão do fluido Baixa perda de carga Manutenção simples (não tem partes móveis) Para líquidos e gases • PONTOS DE ATENÇÃO Fora da faixa ideal de Reynolds necessita de compensação Sofre influencia de vibrações externas Turbulência causa erro de leitura Imperfeições na linha também influenciam na leitura Não aplicável para líquidos muito viscosos MED. DE VAZÃO INDIRETOS – ESPECIAIS SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO MED. DE VAZÃO INDIRETOS – ESPECIAIS MEDIDOR A EFEITO CORIOLIS (MÁSSICO) • Os mais recentes sistemas de medição de vazão • Efetua a medição a partir do efeito Coriolis • Princípio físico que envolve a inércia e aceleração centrípeta. 05/12/2022 SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO MED. DE VAZÃO INDIRETOS – ESPECIAIS MEDIDOR A EFEITO CORIOLIS (MÁSSICO) • ESTRUTURA DO MEDIDOR • Possui dois tubos paralelos, por onde o fluxo se divide. • Esses tubos são montados em “balanço” • Possui um sistema que aplica vibração constante e faseada nos tubos • Tem sensores instalados em pontos opostos, que captam a frequência de vibração SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO MED. DE VAZÃO INDIRETOS – ESPECIAIS MEDIDOR A EFEITO CORIOLIS (MÁSSICO) • FUNCIONAMENTO • O fluido escoa com movimento linear • Os tubos estão em movimento oscilatório (semicircular) • Quando o fluido passa pelos tubos, ele sofre o efeito Coriolis • A oscilação dos tubos é alterada, e os sensores a detectam a defasagem entre os sinais 05/12/2022 SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO MED. DE VAZÃO INDIRETOS – ESPECIAIS MEDIDOR A EFEITO CORIOLIS (MÁSSICO) • FUNCIONAMENTO • A diferenças de período (ΔT) entre os sensores é causada pela aceleração Coriolis 𝑎 = 2 𝜔 𝑣 aC = aceleração de Coriolis 𝜔 = velocidade angular v = velocidade linear • 𝜔 é constante, pois é gerado pelo sistema de medição • Assim, deduz-se o valor da velocidade • Como a Força Coriolis (Fc), também influência na vibração, o medidor já apresenta a vazão em massa diretamente 𝐹 = 𝑚 2 𝜔 𝑣 SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO MED. DE VAZÃO INDIRETOS – ESPECIAIS MEDIDOR A EFEITO CORIOLIS (MÁSSICO) • TUBO CURVO • Inicialmente era o único modo de se obter o efeito Coriolis 05/12/2022 SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO MED. DE VAZÃO INDIRETOS – ESPECIAIS MEDIDOR A EFEITO CORIOLIS (MÁSSICO) • TUBO RETO SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO MED. DE VAZÃO INDIRETOS – ESPECIAIS MEDIDOR A EFEITO CORIOLIS (MÁSSICO) • TUBO RETO 05/12/2022 SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO MED. DE VAZÃO INDIRETOS – ESPECIAIS MEDIDOR A EFEITO CORIOLIS (MÁSSICO) •VANTAGENS Multimedidor (vazão volume e mássica, densidade, temperatura e viscosidade) Alta precisão Fluidos com alta viscosidade, com sólidos em suspensão Misturas não homogêneas, Gases de alta densidade, Geléias e lamas, Transferência de custódia, Sistemas de envase, Carregamento de caminhões. Controle de vazão de produtos alimentícios e farmacêuticos. Trecho Reto: Não é necessário • PONTOS DE ATENÇÃO Preço elevado SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO MED. DE VAZÃO INDIRETOS – ESPECIAIS MEDIDOR ULTRASSÔNICO • Utilizam sinais de ultrassom como meio de medição • Os emissores-receptores de ultrassom consistem em cristais piezoelétricos • O emissor produz o ultrassom por excitação elétrica • O receptor produz sinal elétrico de mesma frequência que o sinal recebido • São divididos pela forma de medição Medidores de tempo de trânsito Medidores a efeito doppler Ultrassom São ondas mecânicas que possuem frequência superior a 20 000 Hz ultrassom som audível infrassom 05/12/2022 SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO MED. DE VAZÃO INDIRETOS – ESPECIAIS MEDIDOR ULTRASSÔNICO • Tempo de trânsito • Utilizam dois conjuntos de emissores-receptores instalados em lados opostos da tubulação não perpendiculares • Os transdutores transmitem e recebem alternadamente um trem de ondas ultrassônicas de duração pequena FLUXO t1 t2 • O tempo de transmissão é levemente inferior (t1) orientada para a jusante • e levemente superior (t2) quando orientada para a montante SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO MED. DE VAZÃO INDIRETOS – ESPECIAIS MEDIDOR ULTRASSÔNICO • Por efeito Doppler “as frequências das ondas sonoras recebidas por um observador dependem do movimento da fonte ou do observador em relação à fonte do som.” • Com o observador fixo, e a fonte variável, é possível verificar se a fonte está: parada se aproximando se afastando e qual velocidade do deslocamento 05/12/2022 SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO MED. DE VAZÃO INDIRETOS – ESPECIAIS MEDIDOR ULTRASSÔNICO • Por efeito Doppler • Utiliza emissores e receptores que podem ser instalados em diferentes configurações nas tubulações • Os emissores projetam um feixe contínuo de ultrassom na faixa das centenas de khz. • O receptor recebe a reflexão produzida pelas partículas do fluido • A onda refletida têm sua frequência alterada proporcionalmente ao componente da velocidade das partículas na direção do feixe SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO MED. DE VAZÃO INDIRETOS – ESPECIAIS MEDIDOR ULTRASSÔNICO • Por efeito Doppler • A diferença de frequência entre os sinais é diretamente proporcional à velocidade ∆𝑓 = 2𝑓 𝑐𝑜𝑠𝛼 𝑐𝑜 𝑣 f0 = frequência de emissão α = ângulo de inclinação do feixe em relação co = velocidade do som no fluido medido ao sentido do fluxo v = velocidade média do fluido • Para que esse tipo de medidor seja empregado, é necessário uma concentração mínima de 5% de partículas refletoras ou bolhas de ar no fluído • Concentrações acima de 5% não causam alterações nas medições Frequência (f) e período (T) tem relação opostas 𝑓 = 1 𝑇 𝑇 = 1 𝑓 05/12/2022 SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO MED. DE VAZÃO INDIRETOS – ESPECIAIS MEDIDOR ULTRASSÔNICO • Instalação • Existem dois tipos: • Medidor intrusivo Possuem sondas internas em contato direto com o fluido Os sensores têm de possuir características de acordo com o tipo do fluido • Medidor não intrusivo Instalado externamente, em contato com a parede da tubulação A onda terá dois meios de propagação, o fluido e a parede do tubo SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO MED. DE VAZÃO INDIRETOS – ESPECIAIS MEDIDOR ULTRASSÔNICO • VANTAGENS Leitura bidirecional Para líquidos e gases (por tempo de trânsito) Para líquidos com alto índice de sólidos em suspensão (efeito Doppler) Não causa perda de carga Medidor não intrusivo pode ser utilizado para inspeção de vazão temporária Indicado para grandes vazões • PONTOS DE ATENÇÃO Por tempo de transito, somente fluidos limpos Por efeito Doppler, somente líquidos com sólidos ou gases Necessita de trecho reto O número de Reynolds não deve ter grandes variações 05/12/2022 SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO MED. DE VAZÃO INDIRETOS – ESPECIAIS MEDIDOR TÉRMICO • Os medidores térmicos são baseados em transferência de calor ou desequilíbrio térmico. • Aquece-se a corrente fluida por meio de uma resistência elétrica • A potência(W) fornecida à resistência é igual ao calor transferido ao fluido • Mede-se a temperatura a montante da resistência e a jusante da mesma FLUXO Δt = t2 – t1 K = constante de calibração do medidor ρ = massa específica Cp = calor específico Q = vazão volumétrica ∆𝑡 = 𝐾 𝜌 𝐶 𝑄 𝑄 = 𝑄 𝜌• É um medidor de vazão mássica (Qm) SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO MED. DE VAZÃO INDIRETOS – ESPECIAIS MEDIDOR TÉRMICO • TIPOS Medidor térmico por inserção Medidor térmico com capilar Características Escoamento turbulentos (gás) Exatidão ±0,5% da faixa Diâmetros: ¼” a 4” Características Baixas Vazões – Laminares ( 0,5 a 5 kg/h) Fluidos limpos (gases) Exatidão: ± 0,5% a ±1,0% da faixa 05/12/2022 SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO MED. DE VAZÃO INDIRETOS – ESPECIAIS MEDIDOR TÉRMICO • VANTAGENS medição direta de vazão em massa sem a necessidade de compensação de temperatura e pressão Baixa perda de carga Alta precisão para gases Modelos para líquidos são mais raros • PONTOS DE ATENÇÃO Peso específico do fluido deve ser constante Sujeito a entupimento (capilar) SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO MEDIDORES DE VAZÃO EM CANAIS ABERTOS DEFINIÇÃO • Técnica utilizada para medição de vazão com grandes volumes de líquidos semiconfinados • São aplicados em instalações industriais onde o escoamento é feito por ação da gravidade ou desnível com superfície livre. FUNCIONAMENTO • O elemento primário irá oferecer uma resistência a passagem do líquido. • A medição da vazão é então baseada na variação do nível produzida pelo elemento primário na presença do aumento da vazão PRINCIPAIS APLICAÇÕES • Sistemas de Tratamento de Água • Tubulações não preenchidas pelo líquido • Escoamentos de grande volume por gravidade (desnível) • Sistemas de Irrigação TIPOS • Vertedor • Calha Parshal 05/12/2022 SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO MEDIDORES DE VAZÃO EM CANAIS ABERTOS VERTEDOR • Trata-se de uma barragem vertical com um entalhe interpondo-se ao fluxo. • Obriga o fluido a subir à montante até verter à jusante pela abertura da base. • A medição é feita pela altura estática do fluido e proporcional à vazão. SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO MEDIDORES DE VAZÃO EM CANAIS ABERTOS CALHA PARSHAL • É um tipo de Venturi aberto que mede a altura estática do fluido. • É um método mais vantajoso que o vertedor, porque apresenta menor perda de carga • serve para medir fluídos com sólidos em suspensão. • A altura tomada no ponto “Ha” é proporcional à vazão volumétrica CORTE LATERAL VISTA SUPERIOR 𝑄 = 𝐾 𝐻 K = é a constante que depende das dimensões da calha e unidade de engenharia N = é um valor que difere ligeiramente de 3/2 (definido pelo fabricante) H = é a altura do fluido no ponto “Ha” 05/12/2022 SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO DEFININDO O SISTEMA DE MEDIÇÃO DE VAZÃO PROCESSO Medição volumétrica ou instantânea Precisão necessária Faixa de medição FLUIDO Estado físico (Liquido, gasoso, etc) Densidade Viscosidade Pureza Compatibilidade química INSTALAÇÃO Espaço físico Formas de conexão Temperatura e pressão ambiente Classificação da área INTEGRAÇÃO Indicação local 4-20mA Protocolo de comunicação em rede CONDIÇÕES DE OPERAÇÃO Temperatura/pressão média Velocidade Volume de vazão Continuo ou oscilatório INVESTIMENTO Equipamento novo Reutilizado FT