AULA- 4 MEDIÇÃO DE VAZÃO (1)

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Instituto Federal de Educação, 
Ciência e Tecnologia 
de ALAGOAS 
INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL 
 
 
 
 
 MEDIÇÃO DE VAZÃO 
 
 
 
 
 
 
 
Felipe Thiago C. de Souza 
AULA 4 
CONCEITOS BÁSICOS E DEFINIÇÕES 
 
VAZÃO.... 
A medição de vazão de fluidos sempre esteve 
presente em nosso dia-a-dia. 
CONCEITOS BÁSICOS E DEFINIÇÕES 
 
VAZÃO.... 
A vazão pode ser determinada a partir do escoamento de um 
fluido através de determinada seção transversal de um conduto 
livre (canal, rio ou tubulação aberta) ou de um conduto forçado 
(tubulação com pressão positiva ou negativa). 
Isto significa que a vazão representa a rapidez 
com a qual um volume escoa. 
 As unidades de medida adotadas são geralmente o m³/s, m³/h, l/h ou o l/s. 
CONCEITOS BÁSICOS E DEFINIÇÕES 
 
VAZÃO.... 
A forma mais simples para se calcular a vazão 
volumétrica é apresentada a seguir na equação 
mostrada. 
CONCEITOS BÁSICOS E DEFINIÇÕES 
 
VAZÃO VOLUMÉTRICA.... 
Uma outra forma matemática de se determinar a vazão volumétrica é 
através do produto entre a área da seção transversal do conduto e a 
velocidade do escoamento neste conduto como pode ser observado na 
figura a seguir. 
Pela análise da figura, é possível observar que o 
volume do cilindro tracejado é dado por: 
Substituindo essa equação na equação de vazão 
volumétrica, pode-se escrever que: 
A partir dos conceitos básicos de cinemática, sabe-se que a 
relação d/t é avelocidade do escoamento, portanto, pode-se 
escrever a vazão volumétrica da seguinte forma 
CONCEITOS BÁSICOS E DEFINIÇÕES 
 
VAZÃO MÁSSICA.... 
A vazão mássica é caracterizada pela massa do fluido que escoa 
em um determinado intervalo de tempo, dessa forma tem-se que: 
Sabe-se que ρ = m/V, portanto, a massa pode ser escrita do seguinte 
modo: 
Assim, pode-se escrever que: 
CONCEITOS BÁSICOS E DEFINIÇÕES 
 
EQUAÇÃO DA CONTINUIDADE 
A equação da continuidade relaciona a vazão em massa na 
entrada e na saída de um sistema. 
Para o caso de fluido incompressível, a massa específica é a mesma tanto na 
entrada quanto na saída, portanto: 
CONCEITOS BÁSICOS E DEFINIÇÕES 
 
EQUAÇÃO DA CONTINUIDADE 
Considere um fluxo de água num condutor de 15 cm de diâmetro com 
velocidade de 8,5 cm/s. Em determinado ponto, há um estreitamento de 
diâmetro igual a 10 cm. Qual a velocidade da água neste estreitamento? 
CONCEITOS BÁSICOS E DEFINIÇÕES 
 
EQUAÇÃO DA CONTINUIDADE 
Um duto de secção retangular possui um estreitamento cuja área de secção é 
de 100 cm2. Certo líquido flui no duto à razão de 90 litros/min. Calcular a 
velocidade do líquido no estreitamento 
CONCEITOS BÁSICOS E DEFINIÇÕES 
 
EQUAÇÃO DE BERNOULLI 
O princípio de Bernoulli afirma que para um fluxo sem viscosidade, um 
aumento na velocidade do fluido ocorre simultaneamente com uma 
diminuição na pressão ou uma diminuição na energia potencial do fluido. 
CONCEITOS BÁSICOS E DEFINIÇÕES 
 
EQUAÇÃO DE BERNOULLI 
 O tanque da figura tem grandes dimensões e descarrega água 
pelo tubo indicado. Considerando o fluido ideal, determinar a 
vazão em volume de água descarregada, se a seção do tubo é 10 
cm2 
Exemplo 1: Em uma trompa de vácuo (tubo de venturi) de 
laboratório com as dimensões da figura, escoa água com uma vazão 
de 2000 cm3/s. 
Qual será a pressão na garganta, sabendo-se que a pressão no 
ponto 1 é 1,5 atm. 
 
3 cm 0,7 cm 
1 2 
P1 = 1,5 atm 
CONCEITOS BÁSICOS E DEFINIÇÕES 
 
EQUAÇÃO DE BERNOULLI ( Tubo de Venturi) 
CONCEITOS BÁSICOS E DEFINIÇÕES 
 
EQUAÇÃO DE BERNOULLI ( Tubo de Pitot) 
Outra aplicação da equação de Bernoulli, é a determinação da 
velocidade de escoamento de um fluido utilizando o tubo de Pitot. 
CONCEITOS BÁSICOS E DEFINIÇÕES 
 
EQUAÇÃO DE BERNOULLI ( Tubo de Pitot) 
Aplicações 
CONCEITOS BÁSICOS E DEFINIÇÕES 
 
REGIME DE ESCOAMENTO DO FLUIDO 
LAMINAR TURBULETO 
Ocorre quando as partículas de um 
fluido movem-se ao longo de trajetórias 
bem definidas, apresentando lâminas ou 
camadas. 
 
 escoamento ocorre geralmente 
em altas velocidades e em fluídos 
de baixa viscosidade 
Ocorre quando as partículas de 
um fluido não movem-se ao longo 
de trajetórias bem definidas, ou 
seja as partículas descrevem 
trajetórias irregulares, 
Este escoamento ocorre geralmente a 
baixas velocidades e em fluídos que 
apresentem grande viscosidade 
NÚMERO DE REYNOLDS = Re 
CONCEITOS BÁSICOS E DEFINIÇÕES 
 
Exemplo de Escoamento laminar e Turbulento em um Ensaio de 
Túnel de Vento 
REGIME DE ESCOAMENTO DO FLUIDO 
Calcular o número de Reynolds e identificar se o escoamento é 
laminar ou turbulento sabendo-se que em uma tubulação com 
diâmetro de 4cm escoa água com uma velocidade de 0,05m/s 
CONCEITOS BÁSICOS E DEFINIÇÕES 
 
REGIME DE ESCOAMENTO DO FLUIDO 
Viscosidade Dinâmica da água: 
µ = 1,0030 × 10−3 Ns/m² 
MEDIDORES DE VAZÃO 
 Existem diversos tipos de medidores de vazão de escoamento, 
sendo que a escolha de um tipo dependerá das condições necessárias ao 
sistema, como por exemplo, a faixa de medição, o tipo de fluido, precisão 
e outros. 
Os principais tipos de medidores de vazão: 
1- Deslocamento positivo 
2- Pressão diferencial 
3- Turbina 
4- Eletromagnético 
5- Roda d’água 
6- Ultra-sônico 
7- Térmicos 
8- Canais 
CONCEITOS BÁSICOS E DEFINIÇÕES 
 
Vazão Operacional • Características do 
Fluido • Características de Operação • 
Exatidão • Rangeabilidade • Facilidades de 
Comunicação • Custo • Facilidade de 
Instalação e Manutenção • Confiabilidade 
Medidores de deslocamento positivo 
CONCEITOS BÁSICOS E DEFINIÇÕES 
 
Em geral, não se destinam a medir a vazão 
instantânea, mas sim o volume acumulado 
durante um determinado período. 
FUNCIONAMENTO 
acionar um mecanismo simples de engrenagens e 
ponteiros ou dispositivos eletrônicos nos 
instrumentos mais sofisticados. 
 
Medidores de deslocamento positivo 
CONCEITOS BÁSICOS E DEFINIÇÕES 
 
MEDIÇÃO DE VAZÃO TIPO LÓBULOS 
MEDIÇÃO DE VAZÃO TIPO DISCO DE NUTAÇÃO 
Gases 
líquidos 
Medidores de deslocamento positivo 
CONCEITOS BÁSICOS E DEFINIÇÕES 
 
Gases líquidos 
MEDIÇÃO DE VAZÃO TIPO LÓBULOS 
TIPO DISCO DE NUTAÇÃO 
Sólidos 
TIPO BALANÇA 
Pressão diferencial 
CONCEITOS BÁSICOS E DEFINIÇÕES 
 
São aqueles que exprimem a vazão por unidade de tempo. 
Placa de orificio; 
Tubo de venturi; 
Tubo de Pitot; 
Anubar; 
Bocal; 
 
 
Elementos deprimogênios 
(Perda de carga) 
Pressão diferencial 
CONCEITOS BÁSICOS E DEFINIÇÕES 
 
Elementos deprimogênios 
(Perda de carga) 
Placa de orificio 
Tubo de Venturi 
Tubo de Pitot 
Bocal 
Anubar 
Pressão diferencial 
CONCEITOS BÁSICOS E DEFINIÇÕES 
 
Vantagens 
Aplicação em uma variedade grande de 
medições, envolvendo gases e líquidos, e 
até mesmo sólidos em suspensão. 
Desvantagem 
Alta perda de carga. 
Pressão diferencial 
CONCEITOS BÁSICOS E DEFINIÇÕES 
 
Elementos deprimogênios 
(Perda de carga) 
Pressão diferencial 
CONCEITOS BÁSICOS E DEFINIÇÕES 
 
Mede a diferença de pressão 
antes e após a obstrução da 
passagem do fluido 
 
Pressão diferencial 
CONCEITOS BÁSICOS E DEFINIÇÕES 
 
Placa de orificio 
Instalação e manutenção simples; 
Fácil construção; 
Baixo custo; 
Alta perda de carga 
Baixa rangeabilidade 
Pressão diferencial 
CONCEITOS BÁSICOS E DEFINIÇÕES 
 
Placa de orificio 
Fabricadas com aço inox, monel, latão etc., dependendo do fluido 
Pressão diferencial 
CONCEITOS BÁSICOS E DEFINIÇÕES 
 
Placa de orificio 
Pressão diferencial 
CONCEITOS BÁSICOS E DEFINIÇÕES 
 
Placa de orificio 
Fabricadas com aço inox, monel, latão etc., dependendo do fluido 
Pressão diferencial 
CONCEITOS BÁSICOS E DEFINIÇÕES 
 
Placa de orificio 
Escoamento em placa de orificio 
Pressão diferencial 
CONCEITOS BÁSICOS E DEFINIÇÕES 
 
Placa de orificio 
Placa de orificio 
Pressão diferencial 
CONCEITOS BÁSICOS E DEFINIÇÕES 
 
Placa de orificio 
Pressãodiferencial 
CONCEITOS BÁSICOS E DEFINIÇÕES 
 
Tubo de Venturi 
Usados para medir qualquer fluido 
Menor perda de pressão 
Resistência à abrasão e ao acúmulo de poeira ou 
sedimentos 
capacidade de medição de grandes escoamentos de 
líquidos em grandes tubulações 
Não há nenhum elemento mecânico imerso no 
escoamento 
ALTO CUSTO 
Pressão diferencial 
CONCEITOS BÁSICOS E DEFINIÇÕES 
 
Tubo de Venturi 
Pressão diferencial 
CONCEITOS BÁSICOS E DEFINIÇÕES 
 
Bocal 
Um meio termo entre a placa de 
orifício e o tubo de Venturi. 
Usados em fluidos abrasivos 
e corrosivos 
Sua principal aplicação é a medição 
de vapor superaquecido. 
Perda de carga na faixa de 30 a 80 % 
Pressão diferencial 
CONCEITOS BÁSICOS E DEFINIÇÕES 
 
Tubo de Pitot 
É um dispositivo que mede a 
pressão estática e total fluido. 
Mede a velocidade de impacto 
e não a velocidade média. 
Usado para medição de 
grandes vazões. 
Sem sólidos em suspensão. 
Pressão diferencial 
CONCEITOS BÁSICOS E DEFINIÇÕES 
 
Tubo de Pitot 
Medidor de área variável 
CONCEITOS BÁSICOS E DEFINIÇÕES 
 
Rotâmetro 
Um tubo de vidro de formato cônico, o 
qual é colocado verticalmente. 
 
Um flutuador que se moverá 
verticalmente, em função da vazão 
medida 
Medidor de área variável 
CONCEITOS BÁSICOS E DEFINIÇÕES 
 
Rotâmetro 
Medidor magnético 
CONCEITOS BÁSICOS E DEFINIÇÕES 
 
A única restrição, em 
princípio, é que o fluido tem 
que ser eletricamente 
condutivo. 
 
É virtualmente insensível à 
densidade e à viscosidade do 
fluido de medição 
É seguramente um dos mais flexíveis e universais dentre os métodos 
de medição de vazão Princípio de funcionamento Lei de Faraday 
Medidor tipo turbina 
CONCEITOS BÁSICOS E DEFINIÇÕES 
 
Um medidor de vazão tipo turbina consiste basicamente de um rotor provido de 
palhetas suspenso numa corrente de fluido por um eixo de rotação paralelo à 
direção do fluxo 
Ela não se aplica para medição de vazão 
de fluidos abrasivos, sujos, corrosivos e de 
alta velocidade. 
Altíssima precisão, repetibilidade e confiabilidade . Sua 
rangeabilidade é a maior entre todos os medidores de 
vazão, pois a relação matemática envolvida é linear. 
Tipicamente, tem-se rangeabilidade de 100:1, 50:1.