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Conceitos básicos de vazão

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Medição de Vazão
INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL - http://paginapessoal.utfpr.edu.br/camaral
Conceitos Básicos 
de Vazão
Fonte: Simone Massulini Acosta
Medição de Vazão
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É a quantidade de fluido que passa por um 
determinado local durante um intervalo de tempo
Vazão volumétrica QV = V 
t
Unidades de volume: litros, mm3, m3, galões etc.
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A vazão mássica é igual ao produto da vazão volumétrica pela 
densidade do fluido .
Na prática, como é difícil a medição direta da densidade do fluido 
e a composição dos gases é constante, usam se as medições da
temperatura e da pressão para inferir a densidade.
Vazão mássica - QM = m
t
Unidades de massa: kg, toneladas, libras etc.
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Condições-Padrão
Normal (metros cúbicos normais por hora): p = 1 atm e T = 0 ºC
SCFM (pés cúbicos standard por minuto): p = 14,699 psi e T = 60ºF
Padrão ABNT: p = 1 atm e T = 15 ºC
Padrão Petrobrás: p = 1 atm e T = 20 ºC
Obs.:
• 1 m3 = 1000 litros
• 1 pé cúbico = 0,0283168 m3
• 1 galão (americano) = 3,78 litros
• 1 libra = 0,4536 kg
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TABELA DE CONVERSÃO - VAZÃO VOLUMÉTRICA
m3/h m3/min m3/s GPM BPH BPD pé3/h pé3/min
m3/h 1 0,016667 0,00027778 4,40287 6,28982 150,956 35,314 0,588579
m3/min 60 1 0,016667 264.1721 377.3892 9057,34 2118,8802 35.3147
m3/s 3600 60 1 15.850.33 22.643.35 543.440,7 127 132,81 2118,884
Galão por minuto GPM 0,22712 0,0037854 63,09.10-6 1 1.42857 34.2857 8,0208 0,13368
Barril por hora BPH 0,158987 0,0026497 44.161.10-6 0,7 1 24 5.614583 0,0935763
Barril por dia BPD 0,0066245 0,00011041 1.8401.10-6 0,029167 0,041667 1 0,23394 0,0038990
pé3/h CFH 0,0283168 0,00047195 7.8657.10-6 0,124676 0,178108 4.2746 1 0,016667
 pé3/min CFM 1,69901 0,028317 0,00047195 7,480519 10,686 256,476 60 1
PARA OBTER O RESULTADO
EXPRESSO EM
MULTIPLICADOR POR
O VALOR EXPRESSO EM
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TABELA DE CONVERSÃO - VAZÃO MÁSSICA
t/dia t/h Kg/h Kg/s Ib/h Ib/min Ib/s
 tonelada/dia t/dia 1 0,041667 41,667 0,011574 91,858 1.5310 0,025516
 tonelada/hora t/h 24 1 1000 0,27778 2204,6 36,7433 0,61239
 kilograma / hora kg/h 0,0240 0,001 1 0,000278 2,2046 0,03674 0,000612
 kilograma/segundo kg/s 86,400 3,6 3600 1 7936,6 132,276 2,2046
 libra/hora Ib/h 0,01089 0,0004536 0,4536 0,000126 1 0,01667 0,000278
 libra/minuto Ib/min 0,65317 0,02722 27,216 0,00756 60 1 0,01667
 libra segundo Ib/s 39,1907 1,63295 1 632,95 0,45360 3600 60 1
PARA OBTER O RESULTADO
EXPRESSO EM
MULTIPLICADOR POR
O VALOR EXPRESSO EM
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Tipos de medidores de vazão:
- Medidores de quantidade 
- Medidores volumétricos
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MEDIDORES DE QUANTIDADE
Permitem saber que quantidade de fluxo passou
(mas não a vazão do fluxo que está passando).
• POR PESAGEM: Balanças
• VOLUMÉTRICOS: Hidrômetros
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MEDIDORES DE QUANTIDADE POR PESAGEM
Usados para medição de sólidos
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MEDIDORES DE QUANTIDADE VOLUMÉTRICOS
São aqueles em que o fluído, passando em quantidades 
sucessivas pelo mecanismo de medição faz com que o 
mesmo acione o mecanismo de indicação. 
Ex: bombas de gasolina e dos hidrômetros.
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MEDIDORES VOLUMÉTRICOS
Exprimem a vazão por unidade de tempo.
• POR P VARIÁVEL e ÁREA CONSTANTE: Placa de 
Orifício, Venturi
• POR ÁREA VARIÁVEL E P CONSTANTE: Rotâmetro
• CANAIS ABERTOS: Calha Parshal
• ESPECIAIS: Magnético, Vórtex, Ultrassom
• Intrusivos: Placa de Orifício, Rotâmetro, Vórtex, Venturi
• Não-Intrusivos: Magnético, Ultrassom...
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VAZÃO
MERCÚRIODIFERENCIAL
DE PRESSÃO
P
S
I
Relação entre velocidade
e diferença de pressão
A sua função é aumentar a velocidade do fluído diminuindo à área da seção 
em um pequeno comprimento para haver uma queda de pressão. A vazão 
pode, então, ser medida a partir desta queda. 
MEDIÇÃO VOLUMETRICO POR PRESSAO 
DIFERENCIAL – Placa de Orifício
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MEDIÇÃO VOLUMETRICO POR PRESSAO 
DIFERENCIAL – Placa de Orifício
http://www.youtube.com/watch?v=oUd4WxjoHKY 
Medição de Vazão
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Vantagem: podem ser aplicados numa grande variedade 
de medições (maioria dos gases e líquidos, inclusive 
fluídos com sólidos em suspensão, bem como fluídos 
viscosos), em uma faixa de temperatura e pressão 
bastante ampla. 
Desvantagem: perda de carga (de 40 a 80% do P 
gerado).
MEDIÇÃO VOLUMETRICO POR PRESSAO 
DIFERENCIAL – Placa de Orifício
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MEDIÇÃO VOLUMETRICO POR PRESSAO 
DIFERENCIAL – Placa de Orifício
Horizontal
Conservação da Energia
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CÁLCULO DE VAZÃO ISO 5167
Q = 1,1107.C.E.2.D2. .  p.
onde:
1,1107 = constante
C = coeficiente de descarga
E = 1  1 - 4
2= (d/D)2
D= diâmetro interno da tubulação
d = diâmetro do orifício
 = coeficiente isentrópico (líquido = 1)
 = massa específica
MEDIÇÃO VOLUMETRICO POR PRESSAO 
DIFERENCIAL – Placa de Orifício
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Simplificando a expressão:
Q = K x  P
Q = Vazão
K = Constante que depende de 
fatores como: relação entre orifício 
e tubulação e características do 
fluído
P = Pressão diferencial
MEDIÇÃO VOLUMETRICO POR PRESSAO 
DIFERENCIAL – Placa de Orifício
Medição de Vazão
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RELAÇÃO P x Q
Q = K x  P
MEDIÇÃO VOLUMETRICO POR PRESSAO 
DIFERENCIAL – Placa de Orifício
Medição de Vazão
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Exemplo: A malha abaixo possui vazão 
máxima de 10 m3/h e o P produzido com 
esta vazão é de 2.500 mmH2O. Qual a 
pressão de saída do transmissor quando a 
vazão for 8 m3/h?
a) Determinação do K  Q = K x P  K = 10/2500  K = 0,2 (o valor de 
K é calculado com os valores máximos de Q e P)
b) Determinação da pressão de saída do transmissor 
P = (Q/K)2 = (8/0,2)2 P = 1.600 mmH2O
MEDIÇÃO VOLUMETRICO POR PRESSAO 
DIFERENCIAL – Placa de Orifício
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MALHA PARA MEDIÇÃO DE VAZÃO COM EXTRATOR DE RAIZ 
QUADRADA
O sinal de saída de um transmissor de vazão por pressão diferencial 
variável altera-se quadraticamente em função da vazão.
Sua escala deve ser quadrática através de um EXTRATOR DE RAIZ 
QUADRADA. 
Atualmente este componente já esta incluso nos medidores.
MEDIÇÃO VOLUMETRICO POR PRESSAO 
DIFERENCIAL – Placa de Orifício
Medição de Vazão