92140-0011_Vazão_III

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Medição de Vazão por Turbina 
Medição de Vazão por Turbina 
Medição de Vazão por Turbina 
Um medidor de vazão tipo turbina, conforme a figura 
a seguir, consiste basicamente de um rotor provido de 
palhetas, suspenso numa corrente de fluido com seu 
eixo de rotação paralelo a direção do fluxo. O rotor é 
acionado pela passagem de fluido sobre as palhetas em 
ângulo; a velocidade angular do rotor é proporcional à 
velocidade do fluido que, por sua vez, é proporcional à 
vazão do volume. Uma bobina sensora na parte externa 
do corpo do medidor, detecta o movimento do rotor. 
Medição de Vazão por Turbina 
Medição de Vazão por Turbina 
Medição de Vazão por Turbina 
Medição de Vazão por Turbina 
Esta bobina é alimentada, produzindo um campo magnético. Como as 
palhetas do rotor são feitas de material ferroso, à medida que cada 
palheta passa em frente à bobina corta o campo magnético e produz um 
pulso. O sinal de saída é uma seqüência de pulsos de tensão, em que cada 
pulso representa um pequeno volume determinado de líquido. O sinal 
detectado é linear com a vazão. Unidades eletrônicas associadas 
permitem indicar a vazão unitária ou o volume totalizado, podendo 
efetuar a correção automática da temperatura e/ou pressão e outras 
funções. 
Medição de Vazão por Turbina 
Um medidor de turbina é uma unidade versátil: possui uma faixa de 
pressão e temperatura muito ampla., e uma vez que o mesmo é 
fabricado em aço inoxidável, é compatível com 
uma ampla faixa de fluidos. Estes, todavia, devem ser relativamente 
limpos, não ter alta viscosidade e a vazão deve ser em regime laminar. 
Linearizadores de Fluxo 
Medição de Vazão por Turbina 
Captação de pulsos 
O cabeçote padrão é o multi-
index como o da figura ao lado. 
Possui um “Reed Switch” que 
fornece pulsos de baixa 
freqüência. Os pulsos são 
acessados por uma conexão 
elétrica. 
Captação de pulsos 
Captação de pulsos 
Captação de pulsos 
Range de Frequência: 10 a 10.000 Hz 
Captação de pulsos 
Range de Freqüência: 10 a 10.000 Hz 
Curva típica de calibração 
Medição de Vazão por Turbina 
Possíveis configurações de instalação 
Medição de Vazão por Turbina 
Lubrificação 
A freqüência de 
lubrificação do medidor 
depende das condições 
de operação. Um 
medidor operando com 
gás sujo necessita ser 
lubrificado com maior 
freqüência que um gás 
limpo. 
Em condições normais, 
medidores podem ser 
lubrificados 2 a 3 vezes 
por ano. 
Medição de Vazão por Turbina 
Corretores de volume 
Configurável pelo usuário, é um corretor 
de volume com alta exatidão, para 
correção de temperatura e pressão. 
Para cálculo remoto de vazão em 
volume e energia, sem nenhum erro 
adicional. Temperatura e pressão são 
digitalmente lidas usando um 
barramento HART. 
Para determinação on-line da 
composição do gás e para medição de 
energia. 
Recomendações para instalação de turbina 
Ao receber: 
• verifique se não foi danificada durante o transporte 
• ao desembalar, examine se o medidor está de acordo com a 
solicitação, se acompanha todos os acessórios e se a planilha com o 
certificado de calibração está inclusa. 
• verificar se o vasilhame com o óleo de lubrificação e as instruções de 
lubrificação também estão inclusos. 
• guarde com especial cuidado toda a documentação fornecida pelo 
fabricante. 
•Remova as tampas dianteiras e traseiras 
•Verifique se a palheta da turbina gira livremente e suavemente (use um 
jato de ar ou simplesmente sopre no lado de entrada de gás). A palheta 
não pode parar abruptamente ou apresentar sinais de 
desbalanceamento. 
Recomendações para instalação de turbina 
Instalando: 
• Certifique-se que a instalação está limpa, livre de areia, de outras partículas 
sólidas ou de líquidos.verifique se as faces dos flanges tanto do medidor como 
da instalação estão similarmente limpas e livre de qualquer partícula sólida 
• verifique o sentido de fluxo, levante o medidor para a posição de montagem 
usando os ganchos presentes no corpo do medidor. Tenha cuidado com o 
totalizador para não danificá-lo. 
• posicione as gaxetas cuidadosamente, assegurando-se que não há 
protuberância na linha, que possa causar turbulência na vazão 
• A pressão de referência deve ser obtida no ponto do medidor chamado “Pr”. Se 
o medidor for instalado em área classificada, então assegure-se que todas as 
conexões elétricas estão conectadas em circuitos com segurança intrínseca. 
•.Preencha o reservatório de óleo com o óleo fornecido pelo fabricante e 
bombeie o quanto for necessário para lubrificar os rolamentos. 
•Verifique se não há nenhum vazamento de gás, particularmente nos flanges e 
na conexão da tomada de pressão “Pr”. 
Procedimento de Start-up” e “Shut-Down”: 
1. Válvula C está aberta. Válvulas A, B e 
D fechadas 
2. Abra lentamente a válvula A 
3. Quando o medidor parar de registrar, 
lentamente abra a válvula B 
4. Lentamente feche a válvula C. 
“Shut-Down” 
• Abra a Válvula C 
• Lentamente feche a válvula B 
• Lentamente feche a válvula A. 
• Cuidadosamente abra a válvula D 
Processo de proving 
Definição - Processo de calibração/aferição da turbina que consiste, basicamente, em 
passar um volume de líquido conhecido (o mais parecido com o líquido a ser medido 
no processo) pelo meter e dividir pelo ISV (volume medido pelo meter e corrigido 
pelos CTL e CPL). O resultado desse processo é a obtenção de um meter factor. 
A norma API-12.2.3 fornece a base teórica, procedimentos, equações e especifica o 
processo de proving, além das informações mandatórias no relatório de proving. 
Tipos de provers 
Prover tipo U – Prover do tipo deslocamento, na qual uma esfera de elastômero 
desloca um volume conhecido de um trecho de tubulação (seção calibrada em 
condições específicas) delimitado por sensores que detectam a passagem da esfera. 
Tópicos da AGA 7 1996 (Measurement of Gas by Turbine Meters) 
• A AGA 7 relata e é limitada a medidores de gás tipo turbina, de fluxo axial, onde fluxo 
de gás passa através do corpo do medidor e movimenta o rotor de medidor 
• Cobre a medição de gás referente a instalação, operação, práticas de calibração e 
métodos de cálculo para determinar a vazão volumétrica e mássica. Não cobre os 
equipamentos usados para determinação de pressão, temperatura, densidade e outras 
variáveis que devem ser conhecidas para a determinação confiável da quantidade de 
gás medida. 
O medidor tipo 
turbina consiste de 
três componentes 
básicos: 
 O corpo, o 
mecanismo de 
medição e 
dispositivos de 
saída. 
Tópicos da AGA 7 1996 (Measurement of Gas by Turbine Meters) 
No corpo da turbina deve constar os seguintes dados: 
 Nome do fabricante 
 Máxima capacidade da turbina 
 Máxima pressão de operação 
 O número de série 
 O sentido de fluxo 
Tópicos da AGA 7 1996 (Measurement of Gas by Turbine Meters) 
Os dispositivos de saída podem ser mecânicos e/ou saída de pulsos elétricos. 
Para medidores com dispositivos mecânicos, o conjunto da engrenagem 
intermediária deve ser marcada com a relação de rotação, excluindo as 
engrenagens de mudança de rotação, sendo que estas últimas devem ter 
estampada o tamanho e o número de dentes. 
 
Para medidores com saída de pulsos, a saída inclui um sistema de detecção 
de pulsos e todas as conexões necessárias para transmitir a informação do 
número de rotações do rotor da turbina. 
Tópicos da AGA 7 1996 (Measurement of Gas by Turbine Meters) 
 O uso de condicionadores de fluxo é recomendado para eliminar as turbulências . 
Turbulências podem ser originadas pelas tubulações,válvulas ou reguladores 
localizados a montante da turbina. 
 Dispositivos como reguladores de pressão ou válvulas parcialmente fechadas não 
é recomendado ficarem próximo do medidor. Quando estes são necessários, devem 
ficar a adicional oito diâmetros nominais a montante ou adicional dois diâmetros 
nominais a jusante, somados aos valores recomendados de montagem da linha. 
Tópicos da AGA 7 1996 (Measurement of Gas by Turbine Meters) 
 substancias estranhas na linha podem causar problemas para as turbinas. Filtros 
são recomendados quando a presença destas substancias podem ser encontradas. 
 súbita sobrevelocidade no rotor da turbina podem causar sérios danos no 
mecanismo de medição. Extremas velocidade do gás podem ocorrer quanto 
pressurizando, purgando ou drenando o medidor. 
 Instalações onde líquido pode ser encontrado, devem ser designados para 
previnir o acúmulo de líquido no medidor ou nos trechos retos. 
 MEDIÇÃO DE TEMPERATURA: para que turbulências sejam o mínimo, é 
recomendado que o sensor de temperatura seja localizado no espaço entre um a 
cinco diâmetros nominais a jusante do medidor. Deve ser localizado a montante de 
qualquer válvula ou restritor de fluxo. O poço de temperatura é para ser instalado de 
forma a garantir que a medição de temperatura não seja influenciada pela 
transferência de calor proveniente da tubulação. 
Tópicos da AGA 7 1996 (Measurement of Gas by Turbine Meters) 
 MEDIÇÃO DE PRESSÃO: a tomada de pressão é proporcionada pelo fabricante 
no corpo da turbina. 
 MEDIÇÃO DE DENSIDADE: devem ser instalados a jusante da turbina. 
 Turbinas devem ser pressurizadas e colocadas em operação lentamente. A 
abertura rápida de válvulas de bloqueio irá resultar em dano para os rolamentos do 
rotor 
 Medidores que usam gás sujo, requer atenção com mais freqüência do que os 
que usam gás limpo. Algumas turbinas são equipadas com pontos de lubrificação 
externa dos rolamentos 
Medidor de Vazão por magnetismo 
O princípio de medição é baseado na lei de Faraday que diz que: 
“Quando um condutor se move dentro de um campo magnético, 
é produzida uma força eletromotriz (f.e.m.) proporcional a sua 
velocidade.” 
Vamos supor que nós temos um campo magnético, com densidade 
de fluxo magnético igual a B (gauss), aplicado a uma seção de uma 
tubulação com diâmetro D (m). 
Se a velocidade média do fluido que passa pela tubulação é igual a 
V (m/s), quando colocamos um par de eletrodos em uma posição 
perpendicular ao fluxo magnético, teremos uma força 
eletromotriz E(V) induzida nestes eletrodos, e a sua amplitude 
dada por: 
 E = B . D . V 
Medidor de Vazão por magnetismo 
B Densidade do fluxo magnético [ weber/m 2 ] 
D  Distância entre os eletrodos [m] 
V  Velocidade do fluxo [m/s] 
E  Tensão induzida [Volts] 
Medidor de Vazão por magnetismo 
A vazão (Q) de um fluido em um tubo é dada por: 
Tirando o valor da velocidade (V) da equação acima e substituindo 
na equação anterior. Teremos a vazão (Q) dada em função da 
densidade de fluxo magnético (B), força eletromotriz induzida (E) 
e o diâmetro da tubulação. 
Medidor de Vazão por magnetismo 
Observações: 
1 - É de suma importância que a parede interna da tubulação 
não conduza eletricidade e que a parte do tubo ocupada pelo 
volume definido pelas bobinas não provoque distorções no 
campo magnético. 
2 - As medições por meio de instrumentos magnéticos são 
independentes de propriedades do fluido, tais como a 
densidade, a viscosidade, a pressão, a temperatura ou mesmo o 
teor de sólidos. 
3 - Que o fluxo a ser medido seja condutor de eletricidade. 
Medidor de Vazão por magnetismo 
Medidor de Vazão por magnetismo 
Medidor de Vazão por magnetismo 
Medidor de 
Vazão por 
Eletromagnetismo 
Medidor de Vazão por Deslocamento Positivo(Rotativo) 
Principio de operação: a medição é feita por meio de dois 
rotores no formato de um “oito” que rotaciona/conta o volume 
predeterminado no interior da câmara.4 vezes por revolução 
uma unidade fixa de volume passa como indicado abaixo 
Medidor de Vazão por Deslocamento Positivo(Rotativo) 
Medidor de Vazão por Deslocamento Positivo(Rotativo) 
Medidor de Vazão por Deslocamento Positivo(Rotativo) 
Medidor de Vazão(Roots Meters) 
Medidor de Vazão por Deslocamento Positivo(Rotativo) 
Instalação 
Condições gerais: o gás deve ser limpo e livre de líquidos, sujeira e 
materiais estranhos que possam danificar o mecanismo rotativo do 
medidor. Em casos onde o gás não é limpo ou em caso de dúvida, é 
recomendado que um filtro de gás seja instalado a montante da 
instalação do medidor.Limpe toda a tubulação a montante antes de 
instalar o medidor. 
Redutores, joelhos, “tês” e válvulas podem ser conectadas 
diretamente no medidor. Normalmente a ponta de prova de 
temperatura pode ser ataxado ao medidor através de poço de 
temperatura que tem o diâmetro interior de 6 mm. 
Medidor de Vazão por Deslocamento Positivo(Rotativo) 
Instalação 
Condições gerais: 
•Se o medidor rotativo for instalado na vertical, e extremamente 
recomendado que a vazão seja de cima para baixo. Caso tenha 
que ser de baixo para cima, o medidor deve ser protegido com um 
filtro no lado de saída para prevenir contra queda de impurezas no 
interior do medidor. 
•Se houver líquidos no gás ou umidade, a tubulação deverá está 
inclinada para assegurar que líquidos sejam drenados para longe 
do medidor. 
•O medidor deverá ser protegido contra vibração excessiva. 
Acessórios eletrônicos devem ser protegidos contra os efeitos do 
tempo(ambiente) e de condições extremas de temperatura. 
•A temperatura do gás poderá estar entre -20º C a +60º C 
Ao receber o medidor: 
1. Verificar se não foi danificado durante o transporte e 
desembalagem 
2. Antes de retirar da embalagem confira se o equipamento está de 
acordo com o pedido 
3. Verificar se o equipamento veio com o certificado do fabricante e 
certifique-se que a informações concernentes à calibração, faixa de 
pressão, temperatura, etc... Estão de acordo com a instalação 
4. Verificar se o óleo lubrificante, conexões eletrônicas e instruções 
de instalação estão incluídas 
5. Remova as tampas plásticas de entrada e saída do medidor, e 
assegure-se que os rotores giram livremente ( um jato de ar ou um 
sopro pode ser usado para testar) 
6. Os rotores não podem parar abruptamente ou apresentar sinais de 
desbalanceamento 
Instalando o medidor: 
• Certifique-se que a instalação está limpa, livre de limalhas, areia e 
outras partículas ou líquidos 
• Certifique-se que a face dos flanges do medidor e da tubulação são 
idênticas 
• Se a instalação é nova, é recomendado o uso de um filtro bem fino 
a montante do medidor 
• Observe o sentido do fluxo, pela seta, ao colocar o medidor. 
Observe o nível do óleo pelo visor de vidro localizado na frente e 
na parte traseira do medidor 
• O medidor deve ser colocado em serviço abrindo a válvula 
lentamente para pressurizar a linha numa taxa ( não menos de 15 
segundos) que permita aceleração gradual dos rotores do medidor. 
O choque de uma abertura rápida da linha pode danificar o 
mecanismo interno do equipamento. 
Instalando o medidor: 
• Verifique quanto à presença de vazamentos, principalmente em 
torno dos flanges e da conexão Pr 
• Assegure-se que o contador está girando corretamente 
Inspeções periódicas 
o medidor é vulnerável a condições de operação fora do 
especificado. É prudente desta forma, periodicamente inspecionar 
as condições do equipamento, principalmente quando uma 
sobrepressão tenha ocorrido, ou se a instalação tem sido 
submetido a vibrações anormais e ainda se o gás temse tornado 
excessivamente contaminado. 
• Alguns fabricantes recomendam a troca do óleo entre 5 a 10 anos, 
dependendo das condições de serviço. Checagem do nível de óleo 
deve ser feitas periodicamente, observando o visor do medidor. 
Medidor de Vazão por Deslocamento Positivo(Rotativo) 
Medidor de Vazão por Deslocamento Positivo(Rotativo) 
Medidor de Vazão por Deslocamento Positivo(Rotativo) 
Medidor de Vazão por Deslocamento Positivo(Rotativo) 
Funcionamento:Utiliza dois rotores, 
que são impelidos pelo líquido 
que passa. Um pickup detecta os 
pulsos, onde cada pulso 
representa um volume conhecido. 
O fator K converte os pulsos em 
unidade de engenharia. 
Medidor de Vazão por Deslocamento Positivo(Rotativo)