92130-0009_Vazão_I_alterada

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Medição de Vazão 
Na maioria das operações realizadas nos processos industriais é 
muito importante efetuar a medição e o controle da quantidade de 
fluxo de líquidos, gases e até sólidos granulados, não só para fins 
contábeis, como também para a verificação do rendimento do 
processo. 
Assim, estão disponíveis no mercado diversas tecnologias de 
medição de vazão cada uma tendo sua aplicação mais adequada 
conforme as condições impostas pelo processo. 
Vazão pode ser definida como sendo a quantidade volumétrica ou 
mássica de um fluido que passa através de uma seção de uma 
tubulação ou canal por unidade de tempo. 
Medição de Vazão 
Vazão Volumétrica 
É definida como sendo a quantidade em volume que escoa através 
de uma certa seção em um intervalo de tempo considerado. É 
representado pela letra Q e expressa pela seguinte equação: 
Q = V/t Onde: V = volume e t = tempo 
Unidades de Vazão Volumétricas 
As unidades de vazão volumétricas mais utilizadas são: m³ /s, m³ /h, 
l/h, l/min GPM e SCFM. 
Na medição de vazão volumétrica é importante referenciar as 
condições básicas de pressão e temperatura, principalmente para 
gases e vapor pois o volume de uma substância depende da pressão 
e temperatura a que está submetido. 
Medição de Vazão 
Vazão Mássica 
É definida como sendo a quantidade em massa de um fluido 
que atravessa a seção de uma tubulação por unidade de 
tempo. É representada pela letra Qm e expressa pela seguinte 
equação: 
Qm = m/t 
Onde: 
m = massa 
t = tempo 
Unidades de Vazão Mássica 
As unidades de vazão mássica mais utilizadas são: kg/s, kg/h 
e T/h. 
Medição de Vazão 
Conceitos Básicos 
Viscosidade: É definida como sendo a resistência ao escoamento 
de um fluido em um duto qualquer. Esta resistência provocará uma 
perda de carga adicional que deverá ser considerada na medição de 
vazão. 
• Viscosidade absoluta ou dinâmica: Define-se como sendo o 
atrito interno num fluido, que se opõe ao movimento relativo de suas 
moléculas e ao movimento de corpos sólidos que nele estejam. É 
representada pela letra grega  (mi). 
•Viscosidade Cinética: É a relação entre a viscosidade absoluta e 
a massa específica de um fluido, tomados à mesma temperatura. È 
representada pela letra  (ni) 
Se os efeitos da viscosidade na 
tubulação fossem ignoradas, o 
fluido passaria pelo tubo com 
uma velocidade uniforme em 
toda a sua seção transversal. O 
“perfil de velocidade” seria o 
seguinte: 
Entretanto, o exemplo acima é 
um caso ideal e não real. Na 
prática, a viscosidade afeta a 
vazão do fluido e, em conjunto 
com a fricção, faz com que a 
velocidade do fluido próximo à 
parede do tubo seja menor. 
Regimes de Fluxo 
Regimes de Fluxo 
Com o aumento da velocidade, 
e quando o N° de Reynolds 
excede 2300, o fluxo torna-se 
“turbulento”, com mais e mais 
redemoinhos. Quando o N° de 
Reynolds alcançar 10.000, o 
fluxo será completamente 
turbulento. 
Para baixo N° de Reynolds (2300 ou abaixo) 
o fluxo é “laminar”, ou seja, todas as linhas 
de corrente de fluxo ocorrem ao longo do 
eixo “X” do tubo. Sobre estas condições, a 
fricção do fluido contra a parede do tubo 
fará com que a parte do fluido com maior 
velocidade esteja mais concentrada na 
região central da tubulação 
Medição de Vazão 
Número de Reynolds 
Número adimensional utilizado para determinar se o escoamento se 
processa em regime laminar ou turbulento. Sua determinação é 
importante com parâmetro modificador dos coeficientes de descarga 
Observação: 
Na prática, se Re > 2.320, 
o fluxo é turbulento, caso 
contrário é sempre laminar. 
Nas medições de vazão na 
industria, o regime de 
escoamento é na maioria 
dos casos turbulento com 
Re > 5.000. 
Medição de Vazão 
Medição de Vazão 
Medição por elementos deprimogênios 
Medição de Vazão 
Gráfico de Corrente X Vazão(%) 
Corrente Versus Vazão
4,00 4,16 4,36
4,64 5,00
5,44
5,96
6,56
7,24
8,00
8,84
9,76
10,76
11,84
13,00
14,24
15,56
16,96
18,44
20,00
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0% 5% 10
%
15
%
20
%
25
%
30
%
35
%
40
%
45
%
50
%
55
%
60
%
65
%
70
%
75
%
80
%
85
%
90
%
95
%
100
%
Vazão(%)
C
or
re
nt
e(
m
A
)
Placa de Orifício 
De todos os elementos 
primários inseridos em uma 
tubulação para gerar uma 
pressão diferencial e assim 
efetuar medição de vazão, a 
placa de orifício é a mais 
simples, de menor custo e 
portanto a mais empregada. 
Consiste basicamente de 
uma chapa metálica, 
perfurada de forma precisa e 
calculada, a qual é instalada 
perpendicularmente ao eixo 
da tubulação entre flanges. 
Sua espessura varia em 
função do diâmetro da 
tubulação e da pressão da 
linha. 
Placa de Orifício 
 
 
Placa de Orifício 
O diâmetro do orifício é calculado de modo que seja o mais 
preciso possível, e suas dimensões sejam suficientes para 
produzir à máxima vazão e uma pressão diferencial máxima 
adequada. 
As placas de orifício são costumeiramente fabricadas com aço 
inoxidável, monel, latão, etc. A escolha depende da natureza do 
fluido a medir. 
Placa de Orifício 
 Placa é considerada um elemento primário de vazão, não por 
causa de sua precisão mas porque a pressão diferencial 
provocada por ela, quando passa determinada vazão, está 
definida por equação matemática teórica e coeficientes 
experimentais 
 A calibração do sistema com placa de orifício não requer 
padrão de vazão 
 Usado para líquidos, gases (gás natural) e vapor d’água 
 Aceito legalmente para transferência de custódia 
 AGA Report Nr. 3 (1930, 1991) – Gás natural 
 IEC 5167 (1980, 1991, revisão 2000) 
 Constituem cerca de 75% dos medidores de gás natural 
Placa de Orifício 
Evolução da placa de orifício 
Vantagens 
 Facilidade de calibração (calibração de Dp e não requer padrão de 
vazão) 
 Facilidade de construção 
 Grande disponibilidade de materiais de construção 
 Menor erro quando gás natural é molhado 
 Maior imunidade a ruídos e pulsação da vazão 
 Boa estabilidade: não possui peça móvel 
Desvantagens 
 Pequena rangeabilidade, porque DP é proporcional ao quadrado da 
vazão 
 Grande perda de carga permanente 
 Requer grandes trechos retos a montante e jusante (sensível às 
distorções do perfil de velocidade do fluido) 
 Requer inspeções periódicas, pois o autodiagnóstico é limitado 
 Redundância ruim 
a) Orifício Concêntrico: para líquidos, gases e vapor que não contenham 
sólidos em suspensão 
b) Orifício excêntrico: Utilizada quando tivermos fluido com partículas em 
suspensão, os quais possam ser retidos e acumulados na base da placa, 
sendo o orifício posicionado na parte de baixo do tubo 
c) Orifício segmental: Tem abertura para passagem de fluido disposta em 
forma de segmento de círculo. È destinada para uso em fluidos laminados 
e com alta porcentagem de sólidos em suspensão. 
Placa de Orifício 
Tipos de Contorno do Orifício: 
• Orifício com bordo quadrado: Sua 
superfície forma um ângulo de 90° 
com ambas as faces da placa, é 
empregado em tubulações maiores 
que 6”. Não é utilizada para 
medições de vazão de fluidos com N° 
de Reynolds baixo. 
• Orifício com bordo arredondado: É 
utilizado para fluidos altamente 
viscosos onde o N° de Reynolds esta 
em torno de 300. 
• Orifício com bordo quadrado e 
face da jusante em ângulode 45°: 
É de uso geral. O chanfro na face 
jusante serve para diminuir a 
turbulência e seu ângulo por variar de 
30 a 45°. 
Placa de Orifício 
Tomadas de Impulso em placas de Orifício: 
Tomadas no Flange: Os flanges para placas de orifício, já são feitas com o 
furo das tomadas, perfurados e com rosca. Os flanges podem ser do 
tipo rosqueado ou soldado. 
Placa de Orifício 
Montagem da Placa de Orifício 
 Entre flanges, 
 Tomadas de Dp, 
 Trechos retos a montante (10 a 
50 D) e a jusante (4 a 8 D) - 
 Conformidade com ISO 5167 
(1991) 
 Tomadas de P e T para 
compensação 
Tomada de pressão diferencial 
 Vena contracta 
 Flange (1”, 1”) mais usada no Brasil 
 Canto (0, 0) 
 Raio (1 D, ½ D) 
 Tubo (2 ½ D, 8 D) 
Placa de Orifício 
Placa de Orifício (configuração para Vapor) 
Placa de Orifício 
Placa de Orifício 
Vazão mássica (Qm) – Vazão mássica calculada segundo a fórmula : 
Descrição Teórica e Normativa 
Normas utilizadas na medição e correção da vazão: 
 API - American Petroleum Institute (USA), IP - Institute of Petroleum (UK), GPA - Gas 
Processors Association, AGA 3 - American Gas Association, ANSI - American National 
Standards, ISO 5167 - International Standard Organization 
Evolução da medição de gás 
 Computador de vazão substitui registrador 
circular de papel (FPR) e planímetro 
 Transmissor analógico é substituído por 
transmissor microprocessado 
 Vários transmissores isolados são substituídos por 
um único multivariável 
 Computador de vazão de painel é substituído por 
computador robusto, auto-contido, montado no 
campo, próximo do sensor 
 Computador de vazão – Além dos cálculos de 
compensação (fatores de correção), possui 
características como rastreabilidade, segurança 
na armazenagem dos dados, acesso restrito e 
outras. Transferência para fins fiscais, custódia e 
bilhetagem. 
Alimentação elétrica convencional substituída por bateria solar 
SCADA substitui o computador convencional de vazão, fazendo 
Cálculo em tempo real 
Em rede de comunicação com outros sistemas digitais 
Armazenamento de dados para obtenção de tendência histórica 
Transmissão celular de dados 
Cromatografia - Um processo de separação de substâncias 
O botânico russo Michail Semenovich Tswett é normalmente tido como 
descobridor da cromatografia no início do séc. XX. Usou uma coluna de 
carbonato de cálcio para separar pigmentos de folhas arrastando-os com 
um solvente e separando-os numa série de bandas coloridas. Criou assim 
o termo cromatografia (do grego kroma+graphia, o registro da cor). 
Depois de Tswett, muitos cientistas fizeram substanciais contribuições 
para o avanço da teoria e da prática da cromatografia e estima-se que 
atualmente cerca de 60% das análises feitas no mundo envolvem a 
cromatografia. 
A cromatografia é 
essencialmente um método físico 
de separação em que os 
componentes a serem separados 
são distribuídos entre duas fases, 
uma das quais estacionária e 
outra móvel através da primeira. A 
cromatografia ocorre como 
resultado de processos repetidos 
de adsorção e desorção durante 
o movimento dos componentes 
da amostra ao longo da fase 
estacionária, e a separação é 
devida à diferença de constantes 
de distribuição de cada um dos 
componentes da amostra. 
Um cromatograma é um registo 
da concentração ou da massa 
dos componentes da amostra em 
função do tempo ou do volume de 
fase móvel. 
A cromatografia Típica do Gás Natural