Trabalho - Medidores de Vazão

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Trabalho – Medidores de Vazão
Aluna: Karine Pereira de Souza
Instrumentos que utilizem os princípios da equação de Bernoulli
Placa de Orifício
Bocal
Tubo de Venturi
Tubo de Pitot
Princípio de Operação
Placa de Orifício
Sobre o funcionamento das placas de orifício, DELMÉE, 1983, define:
“O princípio de funcionamento de uma placa de orifício consiste em introduzir uma restrição localizada na tubulação onde a medição deve ser feita. Essa restrição, no caso, é provocada por um orifício feito em uma placa de pouca espessura adequadamente colocada no tubo, de maneira a obrigar o fluxo a mudar de velocidade e, em conseqüência, provocar um diferencial de pressões que, devidamente medido e interpretado, é representativa da vazão”.
Bocal
O princípio de operação é idêntico ao das placas de orifício, constituindo-se em elemento primário gerador de pressão diferencial; a relação entre a vazão e o diferencial de pressão segue a equação descrita para placa de orifício.
Tubo de Venturi
Consiste num dispositivo para medir a velocidade de escoamento de um fluido através de um tubo. É formado por duas secções adelgaçadas de um tubo ligadas por uma garganta estreita. A velocidade do fluido na garganta aumenta e, em consequência, a pressão diminui. Ligando um manómetro às três secções do tubo pode ser medida a diminuição de pressão, e pode ser calculada a velocidade do fluxo através da garganta.
Tubo de Pitot
Tubo de Pitot é o instrumento que realiza apenas medição da pressão de estagnação, definida pela soma das pressões estáticas e dinâmicas em determinado ponto na linha de corrente do fluido. (ÇENGEL; CIMBALA, 2008).
Características Estruturais
Placa de Orifício
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, indo desde 1/16” a 1/4”.
As placas de orifício são costumeiramente fabricadas com aço inoxidável, monel, latão, etc. A escolha depende da natureza do fluido a medir.
Bocal
BOCAL ISA 1932
A face de entrada apresenta contorno com raio duplo.
BOCAL ASME LONG RADIUS
O contorno da face de entrada é a curvatura de um quadrante de uma elipse.
Para temperaturas e fluídos normais usa-se o inox 316 e para serviços mais severos, em temperaturas superiores a 400oC, recomenda-se o inox 310.
É recomendável a utilização dos bocais de vazão para Re acima de 50.000, mantendo a exatidão por longos períodos, mesmo em serviços difíceis sendo bastante exatos na medição de gás.
Tubo de Venturi
Segundo Delmée (2003), o Tubo de Venturi consiste em um cone convergente de entrada lisa com ângulo em torno de 21o 1o, uma parte cilíndrica, onde ficam as
tomadas de alta pressão, um cilindro de seção curta onde ficam as tomadas de baixa pressão, e de um cone difusor de ângulo entre 7o e 15o, a fim de minimizar a perda de carga.
Tubo de Pitot
Tubo de Pitot, de acordo com Pinto (2006), possui um tubo apontando diretamente na direção do sentido do fluido, composto por duas entradas, uma obtendo a pressão de estagnação e outra a pressão estática. Ambas são ligadas com o preenchimento do fluido, que varia seu nível, segundo a sua pressão dinâmica.
Aplicação e Restrição
Placa de Orifício
· Temperatura máxima de operação até 800 °C
· Pressão máxima de operação até 400 bar
· Apropriado para medição de vazão de líquido, gás e vapor
· Exatidão ≤ ±0,5 % da vazão real
· Repetibilidade da medição de 0,1%
Bocal
Pode operar com:
- líquidos limpos, sujos, viscosos ou corrosivos
- gases limpos ou sujos
- vapor
A aplicação principal dos Bocais é a medição de vapor em regime severo de pressão, temperatura e
velocidade; pela sua rigidez é dimensionalmente mais estável que as placas de orifício em velocidade e temperatura elevadas; é o caso típico do vapor superaquecido em saídas de caldeira
· PRECISÃO
· BOCAL ISA: ±1%
· BOCAL LONG RADIUS: Entre ±0.8 e 2%
Tubo de Venturi
· Boa precisão (± 0,75%);
· Resistência a abrasão e ao acúmulo de poeira ou sedimentos;
· Capacidade de medição de grandes escoamentos de líquidos em
· grandes tubulações;
· Permite medição de vazão 60% superiores à placa de orifício nas
· mesmas condições de serviço, porém com perda de carga de no máximo 20% do ∆P.
Tubo de Pitot
· Apropriado para medição de vazão de líquido, gás e vapor
· Exatidão ≤ ±2 % da vazão real
· Repetibilidade da medição de 0,1%
· Garante a menor perda de carga na família de elementos primários para medição de vazão (aproximadamente < 1%)
A escolha correta de um determinado instrumento para medição de vazão depende de vários fatores. Dentre estes, destaca-se:
• exatidão ;
• tipo de fluido: líquido ou gás, limpo ou sujo, número de fases;
• condutividade elétrica, transparência, etc.;
• condições termodinâmicas: por exemplo, níveis de pressão e temperatura nos quais o medidor deve atuar;
• espaço físico disponível;
• custo.
	Medidor
	Perca de carga
	Exatidão 
	Diâmetro 
	Custo
	Durabilidade 
	Placa de Orifício 
	de 40 a 80%
	de 0.5 a 1%
	de 50mm a 250 mm
	Baixo 
	Baixo
	Bocal
	-
	-
	-
	Intermediário 
	-
	Tubo de Venturi
	de 15 a 20 %
	de 1 % a 3 %
	de 250mm a 1200 mm
	Alto 
	Alto
	Tubo de Pitot
	-
	de 1% a 2%
	
	Baixo
	Alto
 
Referências Bibliográficas
JUNIOR, J. Influência de parâmetros dimensionais e geométricos em placas de orifício na determinação da vazão. Monografia – Universidade Federal do Rio Grande do Norte. Natal – RN, p.41.2010.
BOJORGE, Ninoska. Sistemas de Medição de Vazão, 2016. 34 Slides. Disponível em: < http://www.professores.uff.br/ninoska/wp-content/uploads/sites/57/2017/08/Aula05_Instrumen_Vazao1sem2016.pdf >. Acesso em: 12/03/2021.
DELMÉE, G.J., Manual de Medição de Vazão, Editora Edgard Blücher Ltda, São Paulo, 1983.
ÇENGEL, Y. A.; CIMBALA, J. M. Mecânica dos Fluidos. Rio de Janeiro: MCGRAW-HILL Brasil, v. 1, 2008.
SMITH, SCHNEIDER. Medição de Velocidade e Vazão de Fluidos, 2000. 24.. Disponível em: < http://www.ufrgs.br/medterm/areas/area-ii/vazao_mt.pdf >. Acesso em 12/03/2021.
GOMES, M. H., Apostila de Mecânica dos Fluídos.. Disponível em: < https://www.ufjf.br/engsanitariaeambiental/files/2012/09/Apostila-de-Mec%C3%A2nica-dos-Fluidos.pdf >. Acesso em 12/03/2021.
JÚNIOR, A. I. e JÚNIOR, A. F., MEDIÇÃO DE VELOCIDADE DE FLUIDO UTILIZANDO TUBO DE PITOT. Disponível em: < https://www.unirv.edu.br/conteudos/fckfiles/files/Artigo%20Agton.pdf > Acesso em 12/03/2021.
I.O. Fernandes et al. ESTUDO COMPARATIVO ENTRE DOIS EQUIPAMENTOS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO DO TIPO DIFERENCIAL DE PRESSÃO, 2016. Disponível em: < http://www.metallum.com.br/22cbecimat/anais/PDF/317-015.pdf > Acesso em 12/03/2012.