flow_handbook manual de referencia tecnica de vazao_omega

8/17/2019 Flow_Handbook Manual de Referencia Tecnica de Vazao_OMEGA

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ReferênciaVazão/Nível

dee pH

Introdução ao pH 68 a 70

Medição de pH 71 a 83

Eletrodos Íon-Seletivos 84

Aplicações e Medições deCondutividade e 85 a 87Resistividade

Oxigênio Dissolvido 88 a 90Bombas de Alimentação deQuímicos 91 a 92

Medição da Turbidez 93 a 96

Tabelas de Resistência 97 a 101,Química 114 a 125

Glossário 102 a 109

Túnel de Vento de Bancada 110 a 111

Introdução aos Rotâmetros 112 a 113

pHpH

VazãoVazãoGlossário de Termos 2 a 5

Medidores de Vazão 6 a 16

Tutorial sobre Vazão 17 a 20

Medidores de Vazão Laminar 21 a 22

Dados Técnicos deReferência de Vazão 23 a 32

Dimensões NPT 33

Classificação de Área Perigosa 34 a 35

Tabelas de Vapor 36 a 46Dados Técnicos –Fatores de Conversão 47 a 48

Guia de Sistemas paraEscolha de Sensor de Vazão 49 a 54

Serviços de Calibração 55

Medição de Nível 56

Densidade e Dielétrica da Massa 57 a 67


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Z-2

AAjuste de Span: Capacidade de ajustar o ganho de umprocesso ou de medir uma força para que determinado períodode span, especificado em unidades de engenharia, correspondaa um span de sinal específico. Por exemplo, um período de spande 200°F pode corresponder a um span de 16 mA de um sinalde um transmissor de 4-20 mA.

Ajuste de Zero: Capacidade de ajustar a exibição de umprocesso ou de um medidor de força de modo que o zerono mostrador corresponda a um sinal diferente de zero, talcomo 4 mA, 10 mA, ou 1 VCC. Normalmente, a faixa deajuste é expressa em valores de soma.

Alimentação: Unidade separada ou parte de um circuitoque fornece energia ao restante do circuito ou a um sistema.

Ampere (amp): Unidade usada para definir a taxa de vazãode eletricidade (corrente) em um circuito; as unidades são

um coulomb (6,28 X 1018

elétrons) por segundo.Amperímetro: Um instrumento usado para medir corrente.

Amplificador: Dispositivo que utiliza a energia de umafonte diferente de um sinal de entrada e que produz comosaída uma reprodução ampliada das característicasessenciais de sua entrada.

Anemômetro: Instrumento para medir e/ou indicar a vazãode ar.

ANSI: American National Standards Institute (InstitutoNacional Norte-Americano de Normas)

Aprovado FM: Instrumento que reúne um conjuntoespecífico de especificações estabelecidas pela FactoryMutual Research Corporation.

Auto Aquecimento: Aquecimento interno de um transdutorcomo resultado de dissipação de energia.

BBaud: Unidade de velocidade de transmissão de dadosigual ao número de bits (ou eventos incomuns) porsegundo; 300 baud = 300 bits por segundo.

BTU: Unidades térmicas inglesas. A quantidade de energiatérmica necessária para elevar uma libra de água atésua densidade máxima, o que ocorre a 1°F. Uma BTU éequivalente a 0,293 watthora, ou 252 calorias. Um quilowatt-hora é equivalente a 3412 BTU.

CCabeçote de Proteção: Invólucro, geralmente, feito demetal na extremidade de aquecedor ou sonda onde sãofeitas as ligações.

Calibração: O processo de ajuste de um instrumento ou

compilação de um gráfico de desvio, de modo que sualeitura possa ser correlacionada com o valor real que estásendo medido.

Calor Específico: Relação entre a energia térmicanecessária para elevar de 1° a temperatura de um corpo ea energia térmica necessária para elevar de 1o igual massade água.

Carga: Demanda elétrica de um processo, expressa comopotência (watts), corrente (amperes) ou resistência (ohms).

Cavitação: A ebulição de um líquido causada por diminuiçãoda pressão, em vez de um aumento na temperatura.

Celsius (Centígrado): Escala de temperatura definido por0°C no ponto de gelo e 100°C na temperatura de ponto deebulição da água ao nível do mar.

CFM (Pés Cúbicos por Minuto): Unidade de medida da

taxa de vazão volumétrica de um líquido ou gás.

Chatter : O ciclo rápido liga/desliga de um relé em um

processo de controle devido à largura de banda insuficienteno controlador.

Ciclo de Funcionamento: O tempo total de um ciclo liga/ desliga. Normalmente, refere-se ao tempo do ciclo liga/ desliga de um controlador de temperatura.

CMR (Rejeição no Modo Comum): A capacidade de ummedidor de painel de eliminar o efeito do ruído de correntealternada (CA) ou corrente contínua (CC) entre sinal eaterramento. Normalmente expressa em dB, quando emCC, para 60 Hz. Um tipo de CMR é especificado entre SIGLO e PWR GND. Em medições diferenciais, um segundotipo de CMR é especificado entre SIG LO e ANA GRD(METER GRD).

CMV (Tensão no Modo Comum): A tensão CA ou CC queé tolerável entre o sinal e aterramento. Um tipo de CMVé especificado entre SIG LO e PWR GND. Em medições

diferenciais, um segundo tipo de CMV é especificado entreSIG HI ou LO e ANA GRD (METER GRD).

Condicionador de Sinal: Módulo de circuito que sedefasa, atenua, amplifica, lineariza e/ou filtra um sinal paraentrada em um conversor A/C. O condicionador típico desinal de saída é + 2 VCC.

Condicionamento de Sinal: Processar a forma ou o modode um sinal, de modo a torná-lo inteligível ou compatívelcom determinado dispositivo, o que inclui manipulaçõestais como modelagem de pulso, limitação de pulso,compensação, digitalização e linearização.

Condições do Ambiente: As condições ao redor dotransdutor (pressão, temperatura, etc.).

Condutância: A medida da capacidade de uma soluçãopara transportar uma corrente elétrica.

Condutividade Térmica: Capacidade de um material deconduzir calor sob a forma de energia térmica.

Constante Dielétrica: A função da força de atração entreduas cargas opostas, separadas por uma distância em ummeio uniforme.

Corrente: A taxa de fluxo de eletricidade. A unidade éampere (A), definido como = 1 coulomb por segundo.

Corrente de sobre Tensão: Corrente de curta duração queocorre quando a energia é aplicada, pela primeira vez, acargas capacitivas ou a cargas resistivas dependentes detemperatura, tais como aquecedores de tungstênio ou demolibdênio – normalmente, com duração não superior avários ciclos.

CPS: Ciclos por segundo; a relação ou o número de eventosperiódicos em um segundo, expressa(o) em Hertz (Hz).

CSA: Administração Canadense de Normas.

DDensidade: Massa por unidade de volume da substância,que são gramas/cm3 ou libras/pés cúbicos.

Defasagem do Zero: Diferença expressa em graus, entrezero verdadeiro e uma indicação, dada por instrumento demedição.

Dígito: A medida do período de span de um medidor depainel. Por convenção, um dígito integral pode assumirqualquer valor de 0 a 9; um ½ dígito exibe um 1 esobrecarga em 2; um dígito de ¾ exibe dígitos até 3 esobrecarga em 4, etc. Por exemplo, considera-se que ummedidor com período de span de ± 3999 é um medidor de3¾ dígitos.

GLOSSÁRIO

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DIN (Normas da Indústria Alemã): Um conjunto denormas alemãs reconhecidas em todo o mundo. A normaDIN 1 ⁄8 para medidores de painel especifica uma dimensãode engaste externo de 96 x 48 mm e um recorte de painelde 92 x 45 mm

Dispositivo Secundário: A parte de um medidor de vazãoque recebe um sinal proporcional à taxa de vazão dodispositivo principal, exibindo registros e/ou transmitindo osinal.

EElementos Sensores: Aquela parte de um transdutor quereage diretamente em resposta a uma entrada.

Exatidão: A proximidade de uma indicação ou de umaleitura de um dispositivo de medição ao valor real daqualidade que está sendo medida. Normalmente, expressa

em porcentagem ± da escala real de produção ou leitura.Excitação: A aplicação externa de tensão de corrente elétricaaplicada a um transdutor para operação normal.

Excitação Máxima: Valor máximo da tensão de excitação oucorrente que pode ser aplicado a um transdutor em condiçõesambientes, sem causar danos ou degradação ao desempenhoalém das tolerâncias especificadas.

Expansão Térmica: Aumento no tamanho devido aaumento de temperatura, expresso em unidades deaumento do comprimento ou aumento no tamanho porgrau, ou seja, polegadas/polegada/graus C.

FFaixa de Temperatura, Operável: Gama de temperaturasambiente, dada por seus extremos, nos quais um transdutorpode ser utilizado. Exceder a área compensada pode fazer com

que seja necessário fazer a recalibração.Fluxo Contínuo: Taxa de vazão na secção de mensuraçãode uma linha de fluxo que não varia significativamente como tempo.

Fluxo Laminar: Fluxo aerodinâmico de um fluido, no qualforças viscosas são mais significativas do que forças inerciais,geralmente abaixo de um número de Reynolds de 2000.

Fluxo Turbulento: Característica do fluxo quando as forças deinércia são maiores do que as forças viscosas; normalmente,isso ocorre com um número de Reynolds superior a 4.000.

FM (Factory Mutual Research Corporation): Organizaçãoque estabelece padrões de segurança industrial.

Força de Coriolis: Um resultado de força centrípeta sobreuma massa em movimento com uma velocidade radialorientada para fora no plano da rotação.

FPM (Pés por Minuto): Medida da velocidade de vazão.FPS (Pés por Segundo): Medida da velocidade de vazão.

Frequência: Número de ciclos ao longo de determinadoperíodo de tempo, durante o qual ocorre um evento. Oinverso é denominado período.

Frequência de Batimento: Frequências de batimentosão vibrações periódicas que resultam da adição e dasubtração de duas ou mais sinusoids. Por exemplo, no casode duas turbinas de aeronave que estão girando em quase,mas não exatamente, na mesma frequência, são geradasquatro frequências:(f1), a frequência de rotação da turbina um; (F2), afrequência de rotação da turbina dois; (f1 + f2) a soma dasfrequências de rotação das turbinas um e dois; e(f1 - f2) a diferença entre ou a frequência do batimento das

turbinas um e dois. A diferença entre as duas frequênciasé a frequência mais baixa e é aquela que é "sentida" comobatimento (ou "miado", neste caso).

Frequência Natural: Frequência das oscilações livres (nãoforçadas) do elemento sensor de um transdutor totalmentemontado.

GGPH (Galões por Hora): unidade de medida de taxa devazão volumétrica.

GPM (Galões por Minuto): usada pra medir taxa de vazãovolumétrica.

Gravidade Específica: A relação entre a massa de qualquermaterial e a massa do mesmo volume de água pura a 4°C.

HHertz (Hz): Unidade com a qual se exprime a frequência.Sinônimo de ciclos por segundo.

IImpedância: Oposição total a um fluxo elétrico (resistiva maisreativa).

Impedância da Entrada: Resistência de um medidor depainel visto a partir da fonte. No caso de um voltímetro, essaresistência tem de ser levada em conta quando a impedânciada fonte for alta; no caso de um amperímetro, quando aimpedância da fonte for baixa.

Impedância de Carga: Impedância mostrada nos terminais desaída de um transdutor pelo circuito externo associado.

Intervalo: Valores com os quais determinado transdutor éconcebido para medir e que são especificados por limitesuperior e limite inferior.

Intrinsecamente Seguro: Um instrumento que não produzfaíscas ou efeito térmico em condições normais ou anormaisque poderiam inflamar uma mistura especifica de gás.

Invólucro à Prova de Explosão: Um invólucro que poderesistir a uma explosão de gases em seu interior e impedira explosão de gases que o rodeiam em virtude de faíscas,relâmpagos ou a explosão do próprio recipiente, mantendouma temperatura externa que não inflama os gasescircunstantes.

JJoule: Unidade básica para energia térmica.

KKelvin: Símbolo K. Unidade da escala absoluta outermodinâmica de temperatura, baseada na escala Celsius,

com 100 unidades entre o ponto de congelamento e ponto deebulição da água. 0°C = 273.15K [não se usa símbolo de grau(°) na escala Kelvin].

LLinearidade: Proximidade de uma curva de calibração emrelação a uma linha reta específica. A linearidade é expressacomo desvio máximo de qualquer ponto de calibração em linhareta especifica durante um ciclo qualquer de calibração.

LSD (Dígito Menos Significativo): Dígito ativo (não simulado)mais correto de um visor.

MMedidor de Processo: Medidor de painel com zerodimensionável e capacidade de ajuste de intervalo,que pode ser graduado para ser lido em unidades deengenharia para sinais, tais como 40-20 mA, 10-50 mA e

1-5 V.

GLOSSÁRIO (continuação)


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Z-44

Medidor de Vazão: Dispositivo utilizado para medir a vazãoou a quantidade de um fluido em movimento.

Microamperes: Um milionésimo de um ampere, 10-6 amperes,símbolo: µA.

Mícron: Um milionésimo de um metro, 10 -6 metros, símbolo:µm.

Miliampere: Um milésimo de um ampere, 10-3 amperes,símbolo: mA.

NN/C (Sem Conexão): Ponto de conexão para o qual não háconexão interna.

NEC: National Electric Codes (Códigos NacionaisElétricos).

NEMA-4: Norma da National Electrical Manufacturers Association, que define carcaças destinadas a uso interno ou

externo, principalmente para oferecer grau de proteção contrapó e chuva, respingos de água e jato d'água de mangueira.

NEMA-7: Norma da National Electrical Manufacturers Association, que define carcaças à prova de explosão parauso em locais classificados como Classe I, Grupos A, B, Cou D, conforme especificado no Código Elétrico Nacional.(National Electric Code).

NEMA-12: Norma da National Electrical Manufacturers Association, que define carcaças protegidas contra sujeira, pó,borrifos de líquidos não corrosivos e borrifos de sal.

NEMA-Tamanho de Estojo: Norma antiga dos EUA paraestojos de medidores de painel, que exige um recorte depainel de 3,93 x 1,69 polegadas.

Número de Reynolds: Relação entre as forças de inércia e asforças viscosas num fluido definida pela fórmula Re = ρVD

µonde ρ = densidade do fluído, µ = viscosidade em centipoise(CP), V = velocidade, e D = diâmetro interno do tubo.

NPT: Padrão Norte-Americano de Roscas para Tubos

Número Strouhal: Parâmetro não dimensional importanteno projeto do medidor tipo vórtice, definido como: S = fh/V.Onde f = frequência,

V = velocidade eh = referência de comprimento

OO.D.: Diâmetro Externo

PParalaxe: Ilusão óptica que ocorre em medidores analógicos eque causa erros de leitura. Ocorre quando o olho que visualiza

não está no mesmo plano perpendicular à face do medidor,como a agulha indicadora.

Perda de Carga: Perda de pressão em um sistema devazão medida, usando um parâmetro de comprimento (istoé, polegadas de água, polegadas de mercúrio).

Potência Nominal Máxima: Potência máxima em wattna qual determinado dispositivo pode ser utilizado comsegurança.

Potenciômetro: (1) Resistência variável, frequentementeutilizada para controlar um circuito. (2) Ponte de equilíbrio usadapara medir tensão.

PPM: Abreviatura de "partes por milhão", por vezes, usadapara expressar coeficientes de temperatura. Por exemplo,100 ppm é idêntico a 0,01%.

Pressão Absoluta: Pressão manométrica mais pressão

atmosférica.Pressão de Admissão: Pressão expressa em termos de

altura de uma coluna de fluido: P = yρg, onde ρ = densidadedo fluido, y = a altura da coluna de fluido, e g = aceleraçãoda força da gravidade.

Pressão Diferencial: A diferença de pressão estática entreas duas tomadas de pressão idênticas à mesma altura,localizadas em dois pontos diferentes em um dispositivoprincipal.

Pressão Estática: Pressão de um fluido,independentemente de estar em movimento ou em repouso.Pode ser detectada em um pequeno orifício perfuradoperpendicularmente e alinhado com os limites do fluxo, demodo a não provocar qualquer perturbação no fluido.

Pressão de Prova: Pressão especificada que pode ser aplicadaao elemento sensor de um transdutor sem causar mudançapermanente nas características de saída.

Pressão de Ruptura: A pressão máxima que pode

ser aplicada a um elemento transdutor ou evento desensoriamento sem causar fugas.

Pressão Manométrica: pressão absoluta menos a pressãoatmosférica local.

Protocolo: Definição formal para descrever como os dadosdevem ser trocados.

PSIA: Libras absolutas por polegada quadrada. Pressão dereferência a vácuo.

PSID: Libras por polegada quadrada diferencial. Diferençade pressão entre dois pontos.

PSIG: Manômetro de libra por polegada quadrada. Pressãoreferida à pressão do ar ambiente.

QQuilovolt-ampere (kva): 1000 volt amperes.

Quilowatt-hora (kwh): 1000 watt-horas.

RRankine (°R): Escala absoluta de temperatura baseada naescala Fahrenheit, com 180° entre o ponto de gelo e o pontode ebulição da água. 459,67°R = 0°F

Relação Beta: A relação entre o diâmetro da constrição deuma tubulação para o diâmetro do tubo não constrito.

Relé (Mecânico): Dispositivo eletromecânico que terminaou interrompe um circuito, movendo fisicamente contatoselétricos para que entrem em contato uns com os outros.

Relé (Estado Sólido): Dispositivo de estado sólido decomutação que completa ou interrompe um circuito elétricosem partes móveis.

Repetibilidade: Capacidade de um transdutor de reproduzir

leituras de saída quando o mesmo valor medido é aplicadoconsecutivamente, nas mesmas condições e na mesma direção.A repetibilidade é expressa como diferença máxima entre asleituras de saída.

Resistência: Resistência ao fluxo de corrente elétricamensurada em ohms (Ω). No caso de um condutor, aresistência é função do diâmetro, da resistividade (umapropriedade intrínseca do material) e do comprimento.

Resistência de Circuito: Resistência total de um circuito depar térmico causada pela resistência do fio do par térmico.Normalmente, usada como referência a pirômetros analógicosque possuem requisitos típicos de resistência de circuito de 10ohms.

Resolução: O menor incremento detectável de medição.Geralmente, a resolução é limitada pelo número de bits

usados para quantificar o sinal de entrada. Por exemplo, um12-bit A/D pode resolver uma parte em 4096 (2 elevado à12a potência é igual a 4096).


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RMN (Rejeição Modo Normal): Capacidade de um medidorde painel de filtrar o ruído sobreposto ao sinal e aplicadoatravés dos terminais de entrada SIG HI até SIG LO.Normalmente, expressa em dB a 50/60 Hz.

RMS Real: Valor real da raiz quadrada média de um sinalde CA ou sinal de CA-mais-CC, frequentemente usado paradeterminar a potência de um sinal. Para uma onda senoidalperfeita, o valor de RMS é 1,11072 vezes o valor médio retificado,o qual é utilizado para mediação de baixo custo. Para sinaissignificativamente não senoidais, é necessário utilizar umconversor com RMS real.

Ruído: Interferência elétrica indesejada em fios de sinal.

Ruído de Fundo: O ruído total de fundo vindo de todasas fontes de interferência em um sistema de medição,independentemente da presença de um sinal de dados.

SSaída Analógica: Sinal de tensão ou de corrente que é umafunção contínua do parâmetro mensurado.

Saída de Frequência: Saída em forma de frequência, quevaria em função da entrada aplicada.

Sensibilidade de Carga: Para acelerômetros que sãoclassificados em termos de sensibilidade de carga, atensão de saída (V) é proporcional à carga (Q) dividida pelacapacitância de derivação (C). Esse tipo de acelerômetroé caracterizado por uma impedância de saída elevada. Asensibilidade é dada em termos de carga; Pico coulombspor unidade de aceleração (g).

Sensibilidade: Mudança mínima no sinal de entrada à qualum instrumento pode reagir.

SI: Sistema Internacional. Nome dado ao sistema de

unidades métricas-padrão.Sinal: Transmissão elétrica (tanto de entrada quanto desaída) que transporta informações.

Span: Diferença entre os limites superior e inferior dedeterminado intervalo, expressa nas mesmas unidades que ointervalo.

SSR: Relé de Estado Sólido (veja Relé (Estado Sólido)).

TTaxa de Fuga: Taxa máxima na qual se permite ou se determinaque determinado fluido vaze através de uma vedação. O tipo defluido, a pressão diferencial através da vedação, a direção dovazamento e a localização da vedação devem ser especificados.

Taxa de Rejeição do Modo Comum: A capacidade de uminstrumento de rejeitar a interferência a partir de uma tensãocomum em seus terminais de entrada com relação ao solo,

normalmente expressa em dB (decibéis).Taxa de Rejeição – Modo Normal: Capacidade de uminstrumento de rejeitar a interferência, geralmente, defrequência de linha (50-60 Hz) através de seus terminais deentrada.

Taxa de Vazão: Velocidade real ou velocidade do movimentode fluído.

Taxa de Vazão Volumétrica: Esta taxa é calculada, utilizandoa área total do tubo fechado e a velocidade média do fluido, naforma Q = V x A, para chegar à quantidade total do volume defluxo. Q = taxa de vazão volumétrica, V = velocidade média dofluido, e A = área da secção transversal do tubo.

Temperatura Operacional Máxima: Temperatura máximana qual um instrumento ou sensor pode ser operado comsegurança.

Tempo de Resposta: Período de tempo necessário para quea saída de um transdutor suba a um percentual especificadode seu valor final, como resultado de mudança de passo deentrada.

Transdutor: Dispositivo (ou meio) que converte energia deuma forma para outra. Geralmente, o termo é aplicado adispositivos que convertem um fenômeno físico (pressão,temperatura, umidade, vazão, etc.) em sinal elétrico.

Transmissor: Dispositivo que converte a saída de nívelbaixo de um sensor ou transdutor em sinal de nível maiselevado, apropriado para a transmissão para um local ondepoderá ser processado mais tarde.

Triac: Dispositivo de comutação de estado sólido usadopara comutação, alternando formas de onda de corrente.

TTL: Lógica Transistor-a-Transistor. Forma de lógica de estadosólido que utiliza apenas transistores para formar portas lógicas.

UUL: Underwriters Laboratories, Inc. Laboratórioindependente que estabelece normas para produtoscomerciais e industriais.

União: Forma de acessório de tubulação por meio da qualdois tubos de prolongamento são unidos com acoplamentodesmontável.

VVácuo: Qualquer pressão menor que a pressão atmosférica.

Vazão: Curso de líquidos ou gases em resposta a umaforça (isto é, pressão ou gravidade).

Vazão Mássica: Vazão volumétrica vezes densidade, ouseja, libras por hora ou quilograma por minuto.

Velocidade: Relação entre o deslocamento e o tempo dodeslocamento; dx/dt.

Viscosidade: Resistência natural de uma substância em fluir.

Volt: A diferença (elétrica) de potencial entre dois pontos de umcircuito. A unidade fundamental é derivada como trabalho porunidade de carga (V = W/Q). Um volt é a diferença de potencialnecessária para mover um Coulomb de carga entre doispontos em determinado circuito, usando um joule de energia.

GLOSSÁRIO (continuação)


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MEDIDORES DE VAZÃO Seção de Referência de Vazão

Vista geral dos tipos ecapacidades, juntamente comorientações sobre a escolha,instalação e manutenção.INTRODUÇÃO A medição da vazão de líquidos éuma necessidade crítica em muitasinstalações industriais. Em algumasoperações, a capacidade de fazermedições de vazão precisas é tão

importante que ela pode fazer adiferença entre ter lucro e ter prejuízo.Em outros casos, medições imprecisasde vazão – ou erro durante a medição– podem levar a resultados graves (oumesmo desastrosos).

Com a maioria dos instrumentos demedição de vazão de líquido, a taxa devazão é determinada dedutivamente,medindo a velocidade do líquido oua alteração na energia cinética. Avelocidade depende do diferencial depressão que força o líquido através deum duto ou tubulação. Uma vez que a

seção transversal do tubo é conhecidae permanece constante, a velocidademédia é uma indicação da taxa devazão. A relação básica para determinara taxa de vazão em tais casos é:

Q = V x A

onde:

Q = vazão através do tubo V = velocidade média da vazãoA = seção transversal do tubo

Outros fatores que afetam a taxa devazão de líquido incluem a viscosidadee a densidade do líquido, bem comoo atrito do líquido em contato como tubo. Medições diretas de vazões

de líquidos podem ser feitas commedidores de vazão de deslocamentopositivo. Essas unidades dividem olíquido em incrementos específicos eo impulsionam. A vazão total é a somados incrementos medidos que podemser contados por meio de técnicasmecânicas ou eletrônicas.

NÚMEROS DE REYNOLDS O desempenho dos medidores de vazãoé também influenciado por uma unidadesem dimensão, denominada Número deReynolds, definida como relação entreforças inerciais do líquido e forças dearrasto.

A equação é:

R = 3160 x Q x Gt

D x μ

onde R = número de ReynoldsQ = taxa de vazão do líquido, gpm

Gt = gravidade específica do líquidoD = diâmetro interno do tubo, pol. µ = viscosidade do líquido, cp

A taxa de vazão e a gravidade específicasão forças inerciais, ao passo que odiâmetro do tubo e a viscosidade sãoforças de arrasto. O diâmetro do tuboe a gravidade específica permanecemconstantes na maioria das aplicaçõesde fluidos. As velocidades muito baixasou a altas viscosidades, R é baixa e olíquido flui em camadas uniformes comvelocidades mais altas no centro do tuboe com as velocidades baixas na parede

do tubo, onde a viscosidade o retém.Esse tipo de fluxo é denominado fluxolaminar. Os valores de R ficam abaixode cerca de 2000. Uma característica dofluxo laminar é a forma parabólica de seuperfil de velocidade.

No entanto, a maioria das aplicaçõesenvolve fluxos turbulentos com valoresde R acima de 3000. Um fluxo turbulentoocorre com altas velocidades oucom baixas viscosidades. O fluxo sedesmembra em redemoinhos turbulentosque fluem ao longo do tubo com amesma velocidade média. A velocidadedo fluido é menos significativa e o

perfil da velocidade tem formato muitomais uniforme. Existe uma zona detransição entre fluxos turbulentos e

laminares. Dependendo da configuraçãoda tubulação e de outras condiçõesda instalação, o fluxo pode ser tanto

turbulento quanto laminar nesta zona.

TIPOS DE MEDIDOR DE VAZÃO Numerosos tipos de medidores de vazãoestão disponíveis para sistemas fechadosde tubulação. Em geral, os equipamentospodem ser classificados como sendode: pressão diferencial, deslocamentopositivo ou medidores de massa.Dispositivos de pressão diferencial(também conhecidos como medidoresde vazão de carga) incluem orifícios,tubos Venturi, tubos de vazão, tubosPitot, medidores de tampa-de-cotovelo emedidores de área variável (veja FIG 2na página 7).

Medidores de deslocamento positivoincluem pistão, engrenagem excêntrica,disco de nutação e tipos de hélicegiratória. Medidores de pressãodiferencial compreendem Coriolis etipos térmicos. Geralmente, a mediçãode fluxos de líquido em canais abertosenvolve diques e calhas.

Limitações de espaço impedemum comentário detalhado de todosos medidores de fluxo líquido hojedisponíveis. No entanto, a Tabela 1,

na página 8, mostra um sumário dascaracterísticas dos dispositivos comuns.Segue uma breve descrição.

STREAMLINE PARABOLA

PIPEWALL

LAMINAR FLOWUNIFORM(AXISYMMETRIC)

LAMINAR FLOWNON-UNIFORM(ASYMMETRIC)

TURBULENTFLOW

Figura 1: Fluxos laminares e turbulentos são os dois tipos normalmente encontradosem operações de medição de vazão de líquido. A maioria das aplicações envolve fluxoturbulento, com valores de R acima de 3000. Normalmente, fluidos viscosos exibem fluxolaminar com valores de R abaixo de 2000. A zona de transição entre os dois níveis pode sertanto laminar quanto turbulenta.

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CURSOPAREDE DO TUBO

PARÁBOLA

FLUXO LAMINARUNIFORME (SIMÉTRICOEM RELAÇÃO AO EIXO)

FLUXO LAMINAR NÃOUNIFORME (SIMÉTRICOEM RELAÇÃO AO EIXO)

FLUXOTURBULENTO


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MEDIDORES DE VAZÃO Seção de Referência de Vazão (continuação)

MEDIDORES DE PRESSÃODIFERENCIAIS É muito comum o uso de pressãodiferencial como medição deduzida deuma taxa de fluxo de líquido. Atualmente,os medidores de vazão de pressãodiferencial são, de longe, as unidadesmais comumente utilizadas. Estima-seque mais de 50% de todas as aplicaçõesde medição de vazão de líquidos usemeste tipo de unidade.

O princípio básico de funcionamentodos medidores de pressão diferencialbaseia-se na premissa de que a queda

de pressão no medidor é proporcional aoquadrado da taxa de vazão. A taxa devazão é obtida, medindo o diferencial depressão e extraindo a raiz quadrada.

Assim como ocorre com todos osmedidores de vazão, os medidores devazão de pressão diferencial têm doiselementos, primário e secundário. Oelemento primário provoca uma alteraçãona energia cinética, que cria a pressãodiferencial no tubo. A unidade deveser adequada ao tamanho do tubo, àscondições do fluxo, às propriedades dolíquido e a precisão das medições doselementos deve ser boa dentro de uma

faixa razoável. O elemento secundáriomede a pressão diferencial e fornece osinal ou a leitura que é convertido emvalor real de vazão.

Orifícios são os medidores de vazãode líquido mais comumente utilizadosatualmente. Um orifício é simplesmenteuma peça plana de metal contendo umfuro de tamanho específico. A maioria dosorifícios são do tipo concêntrico, porémfuros excêntricos, cônicos (quadrante)e traçados segmentados também estãodisponíveis.

Na prática, a placa de orifício é colocadano tubo entre dois flanges. Agindo comoprimeiro dispositivo, o orifício constringeo fluxo do líquido para produzir umapressão diferencial através da placa.Utilizam-se tomadas de pressão emambos os lados da placa para detectara diferença. As maiores vantagensdos orifícios estão no fato de eles nãoterem partes móveis e de seu custonão aumentar significativamente com otamanho do tubo.

Orifícios cônicos e quadrantes sãorelativamente novos. As unidades foramdesenvolvidas, primariamente, para medirlíquidos de baixos números de Reynolds.

Coeficientes de vazão essencialmenteconstantes podem ser mantidos emvalores de R abaixo de 5000. Placas

de orifícios cônicos têm um chanfro amontante, cujo ângulo e profundidadedevem ser calculados e usinados paracada aplicação.

A cunha segmentada é uma variaçãodo orifício segmentado. É um orifício derestrição primariamente projetado paramedir a vazão de líquidos contendosólidos. A unidade tem a capacidadede medir vazões a baixos números deReynolds e, ainda, manter a desejadarelação da raiz quadrada. Seu projetoé simples e há somente uma dimensãocrítica – a folga da cunha. A quedade pressão na unidade é apenas

cerca da metade daquela dos orifíciosconvencionais.

Conjuntos integrais de cunhas combinamo elemento cunha e tomadas de pressãoem um acoplamento de tubo únicoparafusado a um transmissor comumde pressão. Não há necessidade deacessórios especiais para instalar odispositivo na tubulação.

A precisão de mensuração de todos osmedidores de vazão de orifício dependedas condições da instalação, da relaçãoda área do orifício e das propriedadesfísicas do líquido que está sendo medido.

Tubos Venturi têm a vantagem de sercapazes de lidar com fluxos de grandesvolumes a baixas quedas de pressão.Basicamente, um tubo Venturi tem umaparte com entrada cônica e uma gargantareta. Ao passar pela garganta, o líquidoaumenta sua velocidade, provocando umdiferencial de pressão entre a região daentrada e a região da saída.

Os medidores de vazão não têm partesmóveis. Podem ser instalados em tubosde grande diâmetro, utilizando conexõesflangeadas, soldadas ou rosqueadas.Quatro ou mais tomadas de pressão sãonormalmente instaladas com a unidade

para tirar a média da pressão que estásendo medida. Tubos Venturi podemser usados com a maioria dos líquidos,incluindo os que têm alto conteúdo desólidos.

Tubos de vazão são de certa formasemelhantes a tubos Venturi excetoque não têm o cone de entrada.São providos de garganta cônica,mas a saída é alongada e suave. Adistância entre a face frontal e a pontaé, aproximadamente, equivalente àmetade do diâmetro do tubo. Tomadasde pressão são posicionadas a,aproximadamente, meio diâmetro do

tubo à jusante e um diâmetro do tubo amontante.

D D/2

D AND

D/2 TAPS

D d SQUARE EDGED

ORIFICE PLATE

FLANGE

TAPS

A

B

D d21 DEG 15 DEG

C

D

E

FLOWIMPACTCONNECTION

STATICCONNECTION

STATIC

IMPACT

R

45 DEG TAPS

22.5 DEG

TAPS

dD

D

Figura 2: Medidores de vazão comuns de pressãodiferencial contêm o orifício (a), o tubo Venturi (b),o bocal de vazão (c), o tubo Pitot e o medidorde tomadas de cotovelo (e). Todos necessitamde elementos secundários para medir a pressãodiferencial e para converter os dados a valores de

vazão. Medidores comuns de pressão diferencialcontêm o orifício (a), o tubo Venturi (b) o bocal devazão (c), o tubo Pitot (d) e o medidor de tomadas decotovelo. Todos necessitam de elementos secundários

para medir a pressão diferencial e para converter osdados a valores de vazão.

TOMADAS AD E A D/2

PLACA DE ORIFÍCIOCHANFRADO EMESQUADRO

TOMADAS DEFLANGE

15 GRAUS21 GRAUS

VAZÃOCONEXÃO DEIMPACTO

CONEXÃOESTÁTICA

ESTÁTICO

IMPACTO

TOMADAS 45 GRAUS

TOMADAS22,5 GRAUS


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Tabela 1Guia de Escolha de Medidor de Vazão

1 Para determinada regulagem do intervalo do transmissor. 2 Percentual da faixa total do medidor de vazão. 3 Percentual da taxa de vazão do líquido

DiâmetrosElemento do Precisão exigidosMedidor de Serviço Queda de Típica, dos tubos Efeito da CustoVazão Recomendado Classificabilidade1 Pressão porcentagem a montante Viscosidade Relativo

Orifício Líquidos limpos, 4 a 1 Média ±2 a ±4 do 10 a 30 Alta Baixasujos, com fundo de escala algumas polpas quadrada

Cunha Polpas e líquidos 3 a 1 Baixa a ±0,5 a ±2 do 10 a 30 Baixa Altaviscosos média fundo de escala

Tubo Venturi Líquidos limpos, 4 a 1 Baixa ±1 do fundo 5 a 20 Alta Médiasujos e viscosos, de escalacom algumaspolpas

Bocal de Líquidos limpos e 4 a 1 Média ±1 a ±2 do 10 a 30 Alta MédiaVazão sujos fundo de escala

Tubo Pitot Líquidos limpos 3 a 1 Muito Baixa ±3 a ±5 do 20 a 30 Baixa Baixa

fundo de escala Medidor de Líquidos limpos, sujos, 3 a 1 Muito Baixa ±5 a ±10 do 30 Baixa Baixa

Cotovelo com algumas polpas fundo de escala Medidor-alvo Líquidos limpos, 10 a 1 Média ±1 a ±5 do 10 a 30 Média Média

sujos, viscosos; fundo de escala com algumaspolpas

Área Variável Líquidos limpos, 10 a 1 Média ±1 a ±10 do Nenhuma Média Baixasujos viscosos fundo de escala

Deslocamento Líquidos limpos, 10 a 1 Alta ±0,5 da taxa Nenhuma Alta MédiaPositivo viscosos cúbica

Turbina Líquidos limpos, 20 a 1 Alta ±0,25 da 5 a 10 Alta Alta

viscosos taxa Vórtice Líquidos limpos, 10 a 1 Média ±1 da taxa 10 a 20 Média Alta

sujos Eletro- Líquidos limpos, 40 a 1 Nenhuma ±0,5 da 5 Nenhuma Alta

magnética sujos, viscosos e taxacondutivos epolpas

Ultrassônico Líquidos sujos, 10 a 1 Nenhuma ±5 do 5 a 30 Nenhuma Alta(Doppler) viscosos e fundo de

polpas escala Ultrassônico Líquidos limpos, 20 a 1 Nenhuma ±1 a ±5 do 5 a 30 Nenhuma Alta(Tempo de trânsito) viscosos fundo de escala

Massa Líquidos limpos, 10 a 1 Baixa ±0,4 da Nenhuma Nenhuma Alta(Coriolis) sujos, viscosos, taxa

algumaspolpas

Massa Líquidos limpos, 10 a 1 Baixa ±1 do fundo Nenhuma Nenhuma Alta(Térmico) sujos, viscosos, de escala

algumaspolpas

Weir Líquidos limpos, 100 a 1 Muito Baixa ±2 a ±5 do Nenhuma Muito Baixa Média(Entalhe em V) sujos fundo de escala

Calha Líquidos limpos, 50 a 1 Muito Baixa ±2 a ±5 do Nenhuma Muito Baixa Média(Parshall) sujos fundo de escala


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Sob altas velocidades, bocais de vazão podem lidar com vazão de líquidoaproximadamente 60% maior do queplacas de orifício com a mesma quedade pressão. Líquidos com sólidos emsuspensão também podem ser medidos.No entanto, o uso destas unidades nãoé recomendado para líquidos altamenteviscosos ou para aqueles que contêmgrande quantidade de sólidos pegajosos.

Tubos Pitot sensoreiam duas pressõessimultaneamente: de impacto e estática.A unidade de impacto consiste em umtubo com uma extremidade dobrada emângulo reto na direção do sentido davazão. A extremidade do tubo estáticoé fechada, mas uma pequena ranhuraé feita no lado da unidade. Os tubospodem ser montados separadamente emum tubo ou combinados em um invólucroúnico.

Quando em funcionamento, unidadesde tubo isolado detectam a diferençaentre a pressão de impacto e a pressãoestática na parede do tubo. Tomadasde pressão conectam o tubo a ummanômetro no qual o diferencial depressão é lido. A configuração de tuboduplo consiste em um tubo montadodentro do outro. O tubo interno sensoreiaa pressão de impacto enquanto oespaço anular entre os tubos transmite apressão estática.

Tubos Pitot são comumente instalados,soldando um acoplamento a umtubo e inserindo a sonda através doacoplamento. O uso da maioria dostubos Pitot é limitado a medições depontos isolados. As unidades sãosusceptíveis a entupimento por materialestranho ao líquido. As vantagens dostubos Pitot são baixo custo, ausência departes móveis, facilidade de instalação equeda mínima de pressão.

Medidores de cotovelo funcionamsegundo o princípio de que, quandoo líquido corre em percurso circular,exerce-se uma força centrífuga sobre

as bordas externas. Portanto, quandoo líquido flui através de um cotovelo detubo, a força sobre a superfície internado cotovelo é proporcional à densidadedo líquido multiplicada pelo quadradode sua velocidade. Além disso, a forçaé inversamente proporcional ao raio docotovelo.

Qualquer cotovelo de 90° pode servircomo medidor de vazão. Basta apenasfazer dois pequenos furos no pontointermediário do cotovelo (45o) paraas tomadas de piezômetro. Linhasde sensoriamento de pressão podemser anexadas às tomadas, utilizandoqualquer método conveniente.

Medidores de alvo sensoreiam e medemforças causadas por líquido que impacta

Como a taxa de vazão pode ser lidadiretamente em uma escala montadaao lado do tubo, não há necessidadede dispositivos secundários deleitura de fluxo. No entanto, se fornecessário, dispositivos automáticos desensoriamento podem ser usados paradetectar o nível do flutuador e transmitirum sinal de vazão. Tubos rotâmetros sãofeitos de vidro, de metal ou de plástico.Os diâmetros dos tubos variam de ¼ atéacima de 6 polegadas.

Medidores de Deslocamento PositivoO funcionamento dessas unidadesconsiste em separar líquidos emincrementos, medidos com exatidão,e em movê-los. Cada segmento écontado por um registro de ligação.Como cada incremento representaum volume distinto, unidades dedeslocamento positivo são comumenteutilizadas em aplicações de dosagem ede contagem automáticas. Medidoresde deslocamento positivo são bonscandidatos a medição de vazões delíquidos viscosos ou para utilizaçãoem locais onde há necessidade de umsistema medidor mecânico simples.

Medidores de pistão de movimentoalternado são do tipo de pistãoúnico e de pistão múltiplo. A escolhaespecífica depende da gama devazões necessárias na aplicaçãoespecífica. Medidores de pistão

podem ser utilizados para lidar comampla variedade de líquidos. Afigura 4, na página 10, mostra ummedidor de êmbolo oscilante acionadomagneticamente. O líquido nunca entraem contato com engrenagens ou outraspeças que podem causar obstrução oucorrosão.

Medidores de engrenagem oval possuem duas engrenagens rotativasovais com dentes sincronizados deencaixe preciso. Uma quantidade fixade líquido passa através do medidorem cada revolução. A rotação do eixopode ser monitorada para obter taxas

específicas de vazão.Os medidores de disco de nutação têm um disco móvel montado sobreuma esfera concêntrica, localizadaem uma câmara com paredes lateraisesféricas. A pressão do líquido quepassa através da câmara de medição fazcom que o disco balance num percursode circulação sem rodar em torno doseu próprio eixo. É a única parte móvelda medição. Um pino que se prolongaperpendicularmente a partir do discoé ligado a um contador mecânico quemonitora movimentos de balanço dodisco. Cada ciclo é proporcional a uma

quantidade específica de vazão.

um alvo ou disco de arrasto suspensono fluxo do líquido. Uma indicação diretada taxa de vazão do líquido é obtidacom a medição da força exercida sobreo alvo. Na sua forma mais simples, omedidor consiste apenas de uma placagiratória suspensa que se move para fora, juntamente com o fluxo do líquido. Emcasos assim, o dispositivo serve comoindicador de vazão.

Uma versão mais sofisticada utiliza umelemento sensor transdutor de precisãoe de força de baixo nível. A força sobreo alvo exercida pelo fluxo do líquido ésensoreada por um medidor de força. Osinal de saída do medidor de força indicaa taxa de vazão. Medidores de alvo sãoúteis para medir vazões de líquidos sujosou corrosivos.

Medidores de área variável,normalmente conhecidos comorotâmetros, consistem, essencialmente,de um tubo cônico e de um flutuador(uma boia) (FIG 3). Embora classificadoscomo unidades de pressão diferencial,eles são, na realidade, dispositivosde pressão diferencial constante.Acessórios com extremidadesflangeadas facilitam a instalação emtubos. Quando não há fluxo de líquido,o flutuador assenta livremente na parteinferior do tubo. Assim que o líquidoadentra a parte inferior do tubo, oflutuador começa a subir. A posição doflutuador varia diretamente em função dataxa de vazão. Sua posição exata fica no

ponto em que a pressão diferencial entreas superfícies superior e inferior equilibrao peso do flutuador.

EQUILIBRIUM

FLOAT

TAPEREDMETERINGTUBE

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

R

(Scale)

GRAVITY

FLOW

Figura 3: O medidor de vazão de área variável,também conhecido como rotâmetro, tem umflutuador que se move para cima ou para baixoem um tubo cônico. A distância é proporcional àtaxa de vazão de líquido e à área anelar entre oflutuador e a parede do tubo.

EQUILÍBRIO

GRAVIDADE

FLUTUADOR

VAZÃO

TUBOCÔNICO DEMENSURAÇÃO

(Escala)


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Assim como ocorre com todos osmedidores de deslocamento positivo,as variações de viscosidade abaixode determinado limiar afetam asexatidões da medição. Muitos tamanhose capacidades estão disponíveis. Asunidades podem ser feitas de amplaseleção de materiais de construção.

Medidores de ventoinha rotatóriaestão disponíveis em diversos projetos,porém, todos funcionam com base nomesmo princípio. A unidade básicaconsiste de um impulsor rotativoigualmente dividido (que contém dois oumais compartimentos) montado dentroda carcaça do medidor. O impulsor fica

em contato contínuo com a carcaça.Assim que o impulsor começa a girar,um volume específico de líquido éarrastado de cada compartimento paraa saída do medidor. As revoluções doimpulsor são contadas e registradas emunidades volumétricas.

O medidor de vazão de hélice consistede dois rotores helicoidais radicalmenteinclinados e engrenados, com umapequena folga entre os rotores e acarcaça. Os dois rotores deslocamlíquido axialmente, de uma extremidadeda câmara para a outra.

MEDIDORES DE VELOCIDADE Esses instrumentos funcionam de formalinear em relação à taxa de vazão devolume. Uma vez que não existe umarelação de raiz quadrada (como no casode dispositivos de pressão diferencial),sua classificabilidade é maior. Medidoresde velocidade tem sensibilidade mínimaàs mudanças de viscosidade quandousados em números de Reynolds acimade 10.000. A maioria das carcaçasde medidores do tipo de velocidade éequipada com flanges ou acessóriospara que possam ser conectadosdiretamente a uma tubulação.

Medidores tipo turbina têm encontradouso difundido em aplicações demedição exata de líquidos. A unidadeé constituída por um rotor de múltiplaslâminas montado dentro de um tubo,perpendicular ao fluxo do líquido. Orotor gira à medida que o líquido passaatravés das lâminas. A velocidadede rotação é uma função direta dataxa de vazão e pode ser sensoreadapor um captador magnético, por uma

célula fotoelétrica ou por engrenagens.Pulsos elétricos podem ser contados etotalizados (FIG 5).

O número de impulsos elétricos,contados durante determinado períodode tempo, é diretamente proporcionalao volume do fluxo. Um tacômetro podeser anexado para medir a velocidadede rotação da turbina e para determinara taxa de vazão do líquido. Quandodevidamente especificados e instalados,os medidores de turbina apresentamboa exatidão, especialmente no caso delíquidos de baixa viscosidade.

Uma das principais preocupações com

medidores de turbina é o desgaste dosmancais. Para evitar esse problema, foidesenvolvido um projeto "sem mancais".

CONCENTRICABUTMENT

CONTROL ROLLER

PISTON HUB PISTON

MEASURING

CHAMBER

OUTLET PORTINLET PORT

PARTITION PLATE

FLOW

FLOW

ELEMENT

VORTEX

PIPE WALL

Figura 4: O medidor de pistão oscilante funciona com base no princípio de acionamento magnético,de modo que o líquido não entra em contato com as peças. Uma placa de separação entre a porta deentrada e a porta de saída força o líquido que chega a fluir em torno de uma câmara de medição cilíndricae através da porta de saída. O movimento do pistão oscilante na unidade é transmitido a um conjunto

magnético na câmara de medição que é coligido a um imã seguinte no outro lado da parede da câmara.

S.S.BODY

SUPPORT

RETAINER

MAGNETIC

PICKUP

ROTOR

SUPPORT

RETAINER

FLOW

DIRECTION

FRONT

ROTOR

SUPPORT

SHAFT BUSHING

THRUST BALL

BEARING

FLUSH

HOLE

REAR

ROTOR

SUPPORT

Figura 5: O medidor de vazão tipo turbina consiste de um rotor de múltiplas lâminas, de giro livre, metal permeável abrigado em uma carcaça não magnética de aço inoxidável. Quando em funcionamento, as lâminas rotativas geram um sinal de frequência proporcional à taxa de vazão do líquido, que é sensoriado

por um captador e transferido a um indicador de leitura.

Figura 6: Os medidores tipo vórtice funcionamsegundo o princípio de que quando determinadoobjeto não aerodinâmico é colocado no meio deuma corrente de fluxo, cria-se uma série de vórtices

alternadamente à jusante do objeto. A frequênciade desprendimento do vórtice é diretamente

proporcional à vazão do líquido na tubulação.

SUPORTECONCÊNTRICO

CUBO DO PISTÃO

CÂMARA DEMEDIÇÃO

PORTA DE ENTRADA

PLACA DE SEPARAÇÃOPORTA DE SAÍDA

PISTÃO

ROLETE DE CONTROLE

CORPO EMAÇO INOX

APOIOPOSTERIORDO ROTOR

MANCAL,FURONIVELADO

ESFERA AXIAL

BUCHA DO EIXOAPOIOANTERIOR DOROTOR

DIREÇÃO DOFLUXO

RETENTORDO APOIORETENTOR

DO APOIO ROTOR

CAPTADORMAGNÉTICO

VAZÃO

ELEMENTODE FLUXO

VÓRTICEPAREDE DOTUBO


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O líquido que entra no medidor passaatravés das palhetas em espiral de um

estator que imprime rotação ao fluxode líquido. A corrente atua sobre umaesfera, fazendo com que ela orbite noespaço entre o primeiro estator e umsegundo estator semelhantementeespiralado. O movimento de orbitação daesfera é detectado eletronicamente. Afrequência de saída do pulso resultanteé proporcional à taxa de vazão.

Medidores de Vórtice fazem uso de umfenômeno natural que ocorre quando umlíquido flui em torno de um objeto bojudo.Redemoinhos ou vórtices são criadosalternadamente à jusante do objeto. A

frequência da criação dos vórtices édiretamente proporcional à velocidade dolíquido que flui através do medidor (FIG6, na página 10).

Os três componentes principais domedidor de vazão são um corporeforçado, montado sobre suporte,através do furo do medidor de vazão,um sensor para detectar a presença dovórtice e para gerar um impulso elétrico,e um transmissor de amplificação econdicionamento de sinal, cuja saídaé proporcional à taxa de vazão (FIG7). O medidor é igualmente adequadopara medições de taxa de vazãoou de totalização de vazão. Não érecomendado o uso em polpas oulíquidos de alta viscosidade.

Medidores eletromagnéticos podemtrabalhar com a maioria dos líquidose polpas, desde que o material a sermedido seja eletricamente condutor. Oscomponentes mais importantes são otubo de vazão (elemento primário) e umvoltímetro (elemento secundário) (FIG 8).O tubo de vazão é montado diretamenteno tubo. A queda de pressão, através domedidor, é igual à queda através de umcomprimento equivalente de tubo porque

não existem peças móveis ou obstruçõesao fluxo. O voltímetro pode ser ligadodiretamente ao tubo de vazão ou podeser montado mais afastado e ligado aotubo por um cabo blindado.

Medidores de vazão eletromagnéticosfuncionam de acordo com a lei deFaraday sobre indução eletromagnética,que afirma que determinada tensãoé induzida quando um condutor semove através de um campo magnético.O líquido serve como condutor; ocampo magnético é criado por bobinasenergizadas fora do tubo de vazão (FIG

9 na página 12).A quantidade de tensão produzida é

Figura 7: Um medidor de fluxo tipo vórtice éconcebido para ser instalado diretamente na

tubulação, sem necessidade de ferramentasespeciais ou procedimentos complicadosde instalação. A unidade é pré-calibrada e

pronta para uso.

Figura 8: Um medidor de vazãoeletromagnético com flange é leve,compacto e pode ser facilmente instaladoentre flanges existentes. Sem partes

móveis, o instrumento tem queda de

pressão insignificante e pode trabalharcom inúmeros líquidos e polpas, desde quesejam condutores.

diretamente proporcional à taxa devazão. Dois eletrodos montados naparede do tubo detectam a tensão, que émedida pelo elemento secundário.

Medidores de vazão eletromagnéticostêm grandes vantagens: Podem medirlíquidos e polpas considerados difíceise corrosivos, bem como fluxo direto efluxo reverso com igual precisão. Asdesvantagens dos conceitos anterioreseram o alto consumo de energia e anecessidade de uma canalização cheiae vazia, a fim de definir, inicialmente, ozero do medidor. Recentes melhoriaseliminaram esses problemas. Técnicasde excitação (tipo impulso) têm reduzidoo consumo de energia, uma vez que aexcitação ocorre apenas na metade dotempo na unidade. A definição do zeronão é mais necessária.

Medidores de Vazão Ultrassônicos podem ser divididos em medidoresDoppler e medidores de tempo depercurso (ou de trânsito). MedidoresDoppler medem as mudanças defrequência causadas pelo fluxo dolíquido. Dois transdutores são montadosem uma carcaça ligada a uma lateral dotubo. Um sinal de frequência conhecida

é enviado para dentro do líquido a sermedido. Sólidos, bolhas, e qualquerdescontinuidade no líquido fazemcom que o pulso seja refletido para oelemento receptor (FIG 10, página 12).Visto que o líquido que causa o reflexoestá em movimento, a frequência depulso devolvida é alterada. A alteraçãode frequência é proporcional àvelocidade do líquido.

Um medidor de Doppler portátil capazde ser operado em corrente alternadaou de uma fonte recarregável deenergia foi recentemente desenvolvido.

Os cabeçotes de sensoriamento sãosimplesmente presos ao exterior dotubo e o aparelho está pronto paraser utilizado. O peso total, incluindo acarcaça, é de 22 lb. Um conjunto determinais de saída de 4 a 20 mA permiteque a unidade seja conectada a umregistrador de papel contínuo ou outrodispositivo remoto.

Medidores de tempo de percurso sãoequipados com transdutores montadosem cada lado do tubo. A configuraçãoé tal que as ondas sonoras que viajamentre os dispositivos ficam a um ângulode 45° em relação à direção do fluxo do

líquido.

FV-520C-F-D,em tamanhoinferior ao real.

FMG606,em tamanhoinferior ao real.


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A velocidade do sinal passando entreos transdutores aumenta ou diminuicom a direção de transmissão e com avelocidade do líquido a ser medido. Umarelação tempo-diferencial proporcionalao fluxo pode ser obtida, transmitindoo sinal alternadamente em ambos ossentidos. A limitação dos medidores detempo de percurso está no fato de queos líquidos a serem medidos devemestar relativamente isentos de gases ousólidos arrastados, a fim de minimizar adispersão e absorção do sinal.

MEDIDORES DE VAZÃO MÁSSICAA necessidade contínua de mediçõesde vazão mais exatas em processosrelacionados à massa (reaçõesquímicas, de transferência de calor,etc.), resultou no desenvolvimento demedidores de vazão mássica. Váriosprojetos estão disponíveis, mas o maiscomumente utilizado para aplicaçõesde fluxo de líquido é o medidor deCoriolis. Seu funcionamento baseia-seno fenômeno natural chamado força deCoriolis, daí o nome.

Medidores Coriolis são medidores demassa real que medem a taxa de vazãomássica diretamente, em oposição ao

fluxo volumétrico. Visto que a massanão muda, o medidor é linear, sem terde ser ajustado para variações daspropriedades do líquido. Ele tambémelimina a necessidade de compensaralterações nas condições de temperaturae pressão. O medidor é especialmenteútil para a medição de líquidos cujaviscosidade varia com a velocidade, adeterminadas temperaturas e pressões.

Os medidores Coriolis também estãodisponíveis em vários modelos. Umaunidade popular consiste de um tubode vazão em forma de U, incluído em

uma carcaça de sensor conectada auma unidade eletrônica. A unidadede sensoriamento pode ser instaladadiretamente a qualquer processo. Aunidade eletrônica pode ficar afastada dosensor até 150 metros.

Dentro da carcaça do sensor, o tubo devazão em forma de U é vibrado na suafrequência natural, por um dispositivomagnético localizado na curva dotubo. A vibração é semelhante à deum diapasão, cobrindo menos do que0,1 de polegada e encerrando um ciclocompleto de cerca de 80 vezes/seg. Àmedida que o líquido flui através do tubo,

ele é forçado a assumir o movimentovertical do tubo (FIG 11).

ELECTROMAGNETIC

COILS

FLANGE

HOUSING

INSULATING

LINER

NON-MAGNETICFLOW TUBE ELECTRODES

TRANSMITTING

ELEMENT

RECEIVING

ELEMENT

FLOW

DIRECTION

REFLECTORS

VIBRATING FLOW TUBE

FLUID FORCES REACTING TO

VIBRATION OF FLOW TUBE

END VIEW OF FLOW TUBE

SHOWING TWIST

FLUID

FORCE

FLUID

FORCE

FLOW

FLOW

TWIST

ANGLE

TWIST

ANGLE

Figura 9: Os componentes mais importantes do tubo de vazão(isento de obstrução) do medidor de vazão incluem eletrodos e bobinas.

Figura 10: Os medidores Doppler usam o princípio da reflexão do pulso de som para medirtaxas de vazão de líquido. Sólidos ou bolhas em suspensão no líquido refletem o som devolta para o elemento transdutor receptor.

Figura 11: O tubo vibrador de vazão em forma de U é o coração do popular medidor Coriolisde fluxo de massa. A vibração do tubo, acoplada às forças do fluido, provoca deflexão notubo que é diretamente proporcional à taxa de vazão mássica.

MOLASELETROMAGNÉTICAS

FLANGE

REVESTIMENTOISOLANTE

TUBO DE VAZÃONÃO MAGNÉTICO ELETRODOS

CARCAÇA

ELEMENTOTRANSMISSOR

ELEMENTORECEPTOR

REFLETORES

DIREÇÃO DAVAZÃO

TUBO VIBRADOR DE VAZÃO

ÂNGULO DEINCLINAÇÃO

VAZÃO

VAZÃO

FORÇAS NOFLUIDO

FORÇASNO FLUIDO

FORÇAS NO FLUIDO REAGINDO ÀVIBRAÇÃO DO TUBO DE VAZÃO

ÂNGULO DEINCLINAÇÃO

VISTA DA EXTREMIDADE DOTUBO DE VAZÃO, MOSTRANDO AINCLINAÇÃO


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Quando o tubo se move para cimadurante a metade do seu ciclo, o líquidoque flui para dentro do medidor opõe-sea ser forçado para cima, empurrando otubo para baixo.

Depois de ter sido forçado para cima,o líquido que flui para fora do medidoropõe-se a ter seu movimento verticaldiminuído, empurrando o tubo para cima.Esta ação faz com que o tubo se torça.Quando o tubo se move para baixo,durante a segunda metade do ciclo desua vibração, ele se torce no sentidooposto.

A quantidade de torções é diretamente

proporcional à taxa de vazão da massado líquido que flui através do tubo.Os sensores magnéticos localizadosa cada lado do tubo de vazãomedem as velocidades do tubo, quemudam conforme o tubo se torce. Ossensores passam essas informaçõespara a unidade eletrônica, onde sãoprocessadas e convertidas em umatensão proporcional à taxa de vazãomássica. O medidor tem ampla gamade aplicações, desde adesivos erevestimentos a Nitrogênio líquido.

Medidores de vazão mássica do tipotérmico têm sido tradicionalmente

usados para a medição de gás, masprojetos de mensurações de vazãode líquidos estão disponíveis. Estesmedidores de massa também funcionamindependentemente da densidade, dapressão, e da viscosidade. Medidorestérmicos utilizam um elemento desensoriamento aquecido isolado docaminho do fluxo do fluido. A correntedo fluxo conduz o calor do elementosensor. O calor conduzido é diretamenteproporcional à taxa de vazão mássica.O sensor nunca entra em contatodireto com o líquido (FIG 12 na página14). A eletrônica do pacote inclui oanalisador de fluxo, o compensadorde temperatura e um condicionadorde sinal que proporciona uma saídalinear diretamente proporcional à vazãomássica.

MEDIDORES DE CANAL ABERTO O "canal aberto" refere-se a qualquerconduto no qual o líquido flui em umasuperfície livre. Incluem-se túneis,esgotos não pressurizados, tubosparcialmente cheios, canais, córregose rios. Das muitas técnicas disponíveispara a monitorização dos fluxos decanal aberto, métodos relacionadoscom profundidade são os mais comuns.

Essas técnicas presumem que a vazãoinstantânea pode ser determinada apartir de uma medição da profundidade

da água ou da cabeceira. Diques ecalhas são os dispositivos primários maisantigos e mais amplamente utilizadospara medir vazões de canal aberto.

Diques trabalham segundo o princípiode que uma obstrução em determinadocanal faz com que a água acumule,criando um nível elevado (cabeceira)atrás da barreira. A cabeceira é umafunção da velocidade de vazão e, porconseguinte, da taxa de vazão atravésdo dispositivo. Diques são constituídosde placas verticais com cristas afiadas.O topo da placa pode ser reto ouentalhado. Diques são classificadosde acordo com a forma do entalhe. Ostipos básicos são entalhe em V, entalheretangular e entalhe trapezoidal.

Calhas são geralmente usadas quandoa perda de carga deve ser mantida aum valor mínimo, ou se o líquido que fluicontém grandes quantidades de sólidossuspensos. Calhas são para canaisabertos o que tubos Venturi são paratubos fechados. Os projetos Parshall ePalmer-Bowlus são considerados calhaspopularmente conhecidas.

A calha Parshall consiste de uma seçãoconvergente a montante, de uma seçãode estrangulamento (garganta) e de uma

seção divergente à jusante. As paredesda calha são verticais e o piso dagarganta é inclinado para baixo. A perdade carga através de calhas Parshall émenor do que no caso de outros tiposde dispositivos de medição de vazão emcanal aberto. Altas velocidades de fluxoajudam a fazer a autolimpeza da calha.A vazão pode ser medida com exatidão,cobrindo ampla gama de condições.

As calhas Palmer-Bowlus são dotadasde garganta trapezoidal de seçãotransversal uniforme e de comprimento,aproximadamente, igual ao diâmetrodo tubo no qual ela está instalada.

É comparável a uma calha Parshall,no que diz respeito à exatidão e àcapacidade de deixar passar detritossem se limpar. A principal vantagem éa relativa facilidade com que ela podeser instalada em condutos circularesexistentes, uma vez que não exige umaabordagem de seção retangular.

Descargas por meio de diques e calhassão funções do nível, de modo que astécnicas de medição de nível devemser utilizadas com o equipamento paradeterminar as taxas de vazão. Varasde medição e unidades acionadaspor flutuadores são os dispositivos

mais simples usados para essafinalidade. Vários sensores eletrônicos,totalizadores, e sistemas de gravação

também estão disponíveis.

Um desenvolvimento mais recenteconsiste no uso de impulsosultrassônicos para medir níveis delíquido. As medições são feitas atravésdo envio de pulsos de som provenientesde um sensor para a superfície dolíquido, bem como cronometrando oretorno do eco. A linearização do circuitoconverte a altura do líquido em taxa devazão. Um registrador de papel contínuoregistra a taxa de vazão e um totalizadordigital registra o total de galões. Outrosistema baseado em microprocessador,recentemente introduzido, usa tantosensores ultrassônicos quanto sensores

de boia. Um teclado com um visor decristal líquido interativo simplifica aprogramação, o controle e as tarefas decalibração.

SELECIONANDO UM MEDIDOR DEVAZÃO Especialistas afirmam que mais de75 por cento dos medidores de vazãoinstalados na indústria não estãofuncionando de forma satisfatória. Aescolha inadequada representa 90 porcento desses problemas. Obviamente,a escolha de um medidor de vazão nãoé tarefa para amadores. A figura 13, na

página 16, mostra as principais etapasenvolvidas no processo de escolha.

O requisito mais importante é saber,exatamente, o que se pretende fazercom o instrumento. Aqui estão algumasquestões a considerar: A mediçãodestina-se ao controle de processo (ondea repetibilidade é a maior preocupação)ou à contagem ou transferência decustódia (onde a alta exatidão éimportante)? Exige-se indicação localou sinal remoto? Se determinada saídaremota for necessária, ela deve ser umsinal proporcional ou um fechamentode contato para iniciar ou parar outro

dispositivo?O líquido é viscoso, limpo, ou umapolpa? Ele é eletricamente condutor?Qual é sua gravidade específica ou suadensidade? Qual o envolvimento dastaxas de vazão na aplicação? Quaissão as temperaturas e as pressões deoperação do processo? A exatidão (vejaglossário), os requisitos de alcance,de linearidade, de repetibilidade e ostubos também devem ser levados emconsideração.

Antes de fazer a escolha, é tãoimportante saber o que um medidor devazão não pode fazer quanto o que ele

pode fazer.


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Figura 12: Os medidores de vazão mássica térmicos utilizam um projeto derivado com sensores RTD para determinar a taxade vazão.

V AZ Ã O


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Cada instrumento tem vantagens edesvantagens e o grau de satisfaçãodo desempenho está diretamenterelacionado à forma pela qual ascapacidades e deficiências de uminstrumento são compatíveis comos requisitos da aplicação. Muitasvezes, os usuários têm expectativasde desempenho do medidor de vazãoque não são consistentes com asespecificações do fornecedor.

Na maioria dos casos, os fornecedoresficam ansiosos para ajudar os clientes

a escolher o medidor de fluxo paradeterminado trabalho. Muitos provêm

questionários, listas de verificação efolhas de especificações destinadasa obter as informações críticas,necessárias para escolher o medidor devazão adequado para o trabalho.

Devem ser levadas em conta, também,as melhorias tecnológicas de medidoresde vazão. Por exemplo, um erro comumé escolher um projeto que há anos temsido usado em determinada aplicaçãoe assumir que ele ainda é o melhorinstrumento para o trabalho em questão.Muitas mudanças e inovações podem

ter ocorrido nos últimos anos no quediz respeito ao desenvolvimento de

medidores de vazão para essa aplicação

particular, tornando a escolha muito maisampla.

Um desenvolvimento recente é adisponibilidade de programas decomputador para executar cálculostediosos, muitas vezes necessários, paraa escolha do medidor de vazão. Cálculosque costumavam levar uma hora podemser realizados em questão de segundos.

QUESTÕES RELACIONADAS AO CUSTO

Há uma enorme variedade de preçospara medidores de vazão. Em geral,os rotâmetros são os menos caros,com algumas unidades de tamanhopequeno disponíveis por menos de cemdólares. Medidores de vazão mássicasão os mais caros. No entanto, oscustos totais do sistema devem sempreser levados em conta ao escolher omedidor de vazão. Por exemplo, umaplaca de orifício pode custar um valorbaixo. Porém, o transmissor pode custarum valor adicional e a fabricação einstalação de uma linha de sensorespode custar ainda mais. Os custos deinstalação, operação e manutençãotambém são fatores econômicosimportantes. A manutenção pode sercara em alguns dos projetos mais

complicados. Assim como ocorre commuitos outros produtos, geralmente, umengenheiro de aplicações pode indicaro medidor de vazão que vai lhe atender.Porém, a satisfação com o produto vaidepender do cuidado que ele exercena hora de escolher e da instalação doinstrumento. Isso nos leva ao fato deque é preciso conhecer o processo, osprodutos e os requisitos de medição devazão. Não é incomum comprarmos umproduto "superestruturado". Engenheirosde fábrica não devem comprar ummedidor de vazão com capacidade alémdo que precisam.

TRABALHANDO COM MEDIDORESDE VAZÃO Embora fornecedores estejam sempreprontos a prestar o serviço de instalaçãodo medidor de vazão, as estimativassão de que cerca de 75 por centodos usuários instalam seu próprioequipamento. É aí que ocorrem oserros de instalação. Um dos errosmais comuns é não deixar tubulaçãoreta suficiente a montante e à jusantepara o medidor de vazão. Cada projetotem certa quantidade de tolerância acondições instáveis de velocidade no

tubo, mas todas as unidades exigemconfigurações tubulação adequadas parafuncionar de forma eficaz.

Tabela 2 – Perguntas a Fazer ao Escolher umMedidor de Vazão

Qual intervalo que você pretende cobrir? 0 a 100% _______ , 25 a 100% _____ , 50 a 100% _____ , Outros __________De qual exatidão você precisa? 100% _____________ , 75% __________________ , 50% ______________ , 25% __________________O que você pretende fazer com saída do medidor? Indicar _________ Totalizar ______ Registrar _______ Transmitir _____ Computar _____ Outros _________Qual é o tipo de carcaça de que você precisa? Parede __________ Montada em painel__ Classificação NEMA ___O que você tem a dizer sobre a tubulação? Nova _____________ Existente ______________ Em Elevação ______ Tubo reto ______________ Acessibilidade ______ Ambiente ______________Quem vai fazer a manutenção do medidor? Tratamento de falhas ___ Calibrar _______________Qual vida útil você deseja para o medidor? ________________ _________________________________________________Em relação ao medidor, qual queda de pressão seria aceitável?

_________________________________________________Qual o valor máximo? $ _________________________________O que você quer medir? Vapor _________ Condensação ___ Gás natural _____ Óleo combustível (grau)__ , Água resfriada __________ Aquecimento de água ___ , Torre de água __________ Água residencial _______ , Outros ________________Outros dados necessários para a seleção: Pressão: Mín. _________ Máx. _____ Normal ______ Temperatura: Mín. _____ Máx. _____ Normal ______ Viscosidade: Mín. ______ Máx. ______ Normal ______ Taxa de Vazão: Mín. ___ Máx. _____ Normal ______ Tamanho do tubo: ___ Schedule ____ Diâm. interno___


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FLOW MEASUREMENTPROBLEM

SELECTEDFLOWMEASUREMENTSYSTEM ORTRANSDUCERTYPE

1ST CONSIDERATION 2ND CONSIDERATION 3RD CONSIDERATION

4THCONSIDERATION

5TH CONSIDERATION6TH CONSIDERATION7TH CONSIDERATION

ABILITY OF DEVICESTO WITHSTAND THEPROCESS ENVIRONMENTPRESSURE,TEMPERATURE, ETC.

ALL TYPESELIGIBLE

TYPESELIGIBLE

TYPESELIGIBLE

TYPESELIGIBLE

ABILITY OF DEVICESTO PROVIDETHE ACCURACYOF MEASUREMENTREQUIRED UNDERPROCESS CONDITIONSSPECIFIED

COST COMPARISONOF CAPITALPURCHASE PLUSINSTALLATIONAGAINST BUDGET

INSTRUMENTSERVICEABILITY,MAINTENANCEREQUIREMENTS,FREQUENCY, ANDCOSTS

LONG ITEMSTABILITY,DURABILITY, ANDTHE NEED FORPERIODICCALIBRATION

REJECTPRESSURE LOSSINCURRED ANDLEVEL OF SWIRLGENERATED ORPULSATIONPRODUCED

EASE OF ADAPTATIONFOR FUTURE NEEDS.EASE OF INTER-FACING TO EXISTINGEQUIPMENT

REJECTREJECTREJECT

TYPESELIGIBLE

TYPESELIGIBLE

TYPESELIGIBLE

REJECT REJECT REJECT

A tubulação adequada proporcionaum padrão de vazão normal para odispositivo. Sem ele, a exatidão eo desempenho são prejudicados.De vez em quando, medidores devazão também são instalados deforma invertida (especialmente noque diz respeito a placas de orifício).Linhas de sensoriamento de pressãotambém podem ser invertidas. Quandoestamos lidando com componentes

elétricos, a segurança intrínseca é umaconsideração importante em áreas derisco. A maioria dos fornecedores demedidores de vazão oferece projetosintrinsecamente seguros para essesusos. Campos magnéticos podem existirna maioria das instalações industriais.Linhas de energia, relés, solenoides,transformadores, motores e geradores,todos contribuem com sua parcelade interferência. Os usuários devemassegurar-se de que o medidor devazão que escolheram é imune a essasinterferências. Problemas ocorrem,principalmente, com os componentes

eletrônicos em elementos secundários,que devem ser protegidos. Normalmente,o cumprimento rigoroso das práticas deinstalação recomendadas pelo fabricanteevita esses problemas.

CALIBRAÇÃOTodos os medidores de vazão precisamde calibração inicial. Na maioria dasvezes, o instrumento é calibrado pelofabricante para as condições de serviçoespecificadas. No entanto, se houverpessoal qualificado disponível na planta,o usuário pode executar suas própriascalibrações.

A necessidade de recalibrar depende,em grande parte, de quão bem omedidor se encaixa na aplicação. Alguns

líquidos que passam por medidoresde vazão tendem a ser abrasivos,erosivos ou corrosivos. Com o tempo,partes do dispositivo deterioram-se osuficiente para afetar o desempenho.Alguns projetos são mais suscetíveisa danos do que outros. Por exemplo,o desgaste das pás individuaisdas turbinas causa alterações nodesempenho. Se a aplicação for crítica,a exatidão do medidor de vazão deve

ser verificada a intervalos frequentes.Em outros casos, a recalibração podenão ser necessária durante anosporque a aplicação não é crítica ouporque nada altera o desempenho domedidor. Alguns medidores de vazãoexigem equipamento especial paracalibração. A maioria dos fabricantesprovê este serviço em sua fábrica ou nasinstalações do usuário, para onde levamo equipamento para calibração no local.

MANUTENÇÃO Diversos fatores influenciam osrequisitos de manutenção e a

expectativa de vida dos medidoresde vazão. O fator mais crucial,naturalmente, é combinar o instrumentoadequado com a aplicação emquestão. Dispositivos mal selecionados,invariavelmente, causam problemas nocurto prazo. Medidores de vazão, sempeças móveis, normalmente, requeremmenos atenção do que unidades compartes móveis, mas todos os medidoresde vazão, eventualmente, precisam dealgum tipo de manutenção. Elementosprimários em medidores de vazão depressão diferencial exigem tubulaçãolonga, válvulas e acessórios quandoestiverem conectados aos seus

elementos secundários e, por isso,a manutenção pode implicar esforço

recorrente nessas instalações. Linhas deimpulso podem ligar ou corroer e devemser limpas ou substituídas. Localizaçãoinadequada do elemento secundáriopode resultar em erros de medição.Reposicionar o elemento pode custarcaro.

Medidores de vazão com partes móveisexigem inspeção interna periódica,especialmente se o líquido a ser medido

for sujo ou viscoso. A instalação defiltros na entrada dessas unidades ajudaa minimizar a incrustação e o desgaste.Instrumentos isentos de obstrução,tais como medidores ultrassônicosou medidores eletromagnéticospodem desenvolver problemas comos componentes eletrônicos de seuelemento secundário. Sensores depressão associados a elementossecundários devem ser periodicamenteremovidos e inspecionados.

Aplicações nas quais pode haverrevestimentos também representamproblemas potenciais para os

instrumentos isentos de obstrução,tais como unidades magnéticas ouultrassônicas. Se o revestimento foiisolante, o funcionamento dos medidoresde fluxo magnético acaba sendoprejudicado, caso os eletrodos sejamisolados do líquido. Esta condição podeser evitada com uma limpeza periódica.Com medidores de fluxo ultrassônicos,os ângulos de refração podem mudare a energia sônica absorvida pelorevestimento faz com que o medidor setorne inoperante.

Figura 13: Principais considerações relacionadas à escolha de medidores de vazão para aplicações específicas incluemrequisitos de facilidade de reparação e de manutenção.

Reproduzido com permissão daRevista de Engenharia de Fábrica

PROBLEMA NAMEDIÇÃO DE VAZÃO

TODOSOS TIPOSAPROPRIADOS

PRIMEIRA CONSIDERAÇÃO

CAPACIDADE DOSDISPOSITIVOSDE SUPORTAR APRESSÃO AMBIENTEDO PROCESSO,TEMPERATURA, ETC.

REJEITAR REJEITAR REJEITAR

REJEITAR

REJEITARREJEITARREJEITAR

TIPOSAPROPRIADOS

TIPOSAPROPRIADOS

TIPOSAPROPRIADOS

TIPOSAPROPRIADOS

TIPOSAPROPRIADOS

TIPOSAPROPRIADOS

SEGUNDA CONSIDERAÇÃOCAPACIDADE DOSDISPOSITIVOS DE PROVERA EXATIDÃO NECESSÁRIADE MENSURAÇÃONAS CONDIÇÕESESPECIFICADAS DOPROCESSO

TERCEIRA CONSIDERAÇÃO

COMPARAR O CUSTO DECOMPRA E DA INSTALAÇÃOCOM O ORÇAMENTODISPONÍVEL

QUARTACONSIDERAÇÃO

FACILIDADE DEREPARAÇÃO DOINSTRUMENTO,REQUISITOS EFREQUÊNCIA DEMANUTENÇÃO E CUSTOS

QUINTA CONSIDERAÇÃO

ESTABILIDADEPROLONGADA EDURABILIDADE DOPRODUTO, BEM COMOA NECESSIDADE DECALIBRAÇÃO PERIÓDICA

SEXTA CONSIDERAÇÃO

QUEDA DE PRESSÃO ENÍVEL DE REDEMOINHOGERADO OU PULSAÇÃOPRODUZIDA

SÉTIMA CONSIDERAÇÃO

FACILIDADE DEADAPTAÇÃO PARAFUTURAS NECESSIDADES.FACILIDADE DEINTERFACE COM OEQUIPAMENTO EXISTENTE

SISTEMA DEMENSURAÇÃODA VAZÃOSELECIONADOOU TIPO DETRANSDUTOR


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TUTORIAL SOBRE VAZÃO

TUTORIAL SOBRE VAZÃO –PARTE 1O que há em uma unidade?(Medição de Vazão – Parte 1)

Então você quer medir a vazão? Aresposta parece ser a compra de ummedidor de vazão. Considerando adefinição de vazão de fluido como aquantidade de fluido que passa pordeterminado local, isso parece sersimples – qualquer medidor de vazãoseria suficiente. No entanto, pondere aseguinte equação que descreve o fluxo

de um fluido em determinada tubulação.

Q = A x v

"Q" é a taxa de vazão, "A" é a áreada seção transversal do tubo e "v" éa velocidade média do fluido no tubo.Trabalhando com esta equação, a vazãode um fluido a uma velocidade média deum metroum metro por segundo por umtubo, com a área da seção transversalmedindo um metro quadrado, seria deum metro cúbico por segundo. Note que"Q" representa um volume por unidadede tempo, então, "Q" é vulgarmenteindicado como a taxa de vazão"volumétrica".

Agora, pondere a seguinte equação:

W = rho x Q

"W" é a taxa de vazão (novamente –prossiga lendo), e "rho" é a densidade dofluido. Trabalhado com esta equação, avazão é de um quilograma por segundo,enquanto flui um metro cúbico porsegundo de fluido com uma densidade

de um quilograma por metro cúbico.(O mesmo pode ser feito no caso dascomumente usadas "libras". Sem entrarem detalhes, uma libra é consideradauma unidade de massa). Note que "W" éuma massa por unidade de tempo, então"W" é, comumente, indicado como taxade vazão da "massa".

Agora, qual fluxo você quer medir? Nãotem certeza? Em algumas aplicações,o que tem de ser feito é medir a vazãovolumétrica. Considere, por exemplo,o enchimento de um tanque. A vazãovolumétrica pode ser interessante para

evitar o transbordamento do tanque,onde podem ser adicionados líquidosde diferentes densidades. (Então,novamente, um transmissor de nívele uma chave de desligamento de altonível podem evitar a necessidade de ummedidor de vazão.) Considere o controledo fluxo de um fluido em um processoque só pode aceitar determinado volumepor unidade de tempo. A medição davazão volumétrica parece aplicável.

Em outros processos, a vazão mássicaé importante. Considere as reaçõesquímicas em cujo caso é desejável fazercom que as substâncias A, B e C reajamentre si. O que interessa é o númerode moléculas presentes (sua massa),e não seu volume. Da mesma forma,no momento da compra e venda deprodutos (transferência de custódia), oque importa é a massa, e não o volume.

Medidor de Vazão tipoTurbina

FTB-939, mostrado como Condicionador de

Sinal FLSC-61.


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TUTORIAL SOBRE VAZÃO –PARTE 2O que há em uma unidade?(Medição de Vazão – Parte 2)

Considerando que agora você sabeque existem dois tipos de taxa de vazão(volumétrica e mássica), não deveser uma surpresa saber que algunsmedidores de vazão medem massa (W),ao passo que outros medem volume (Q).No entanto, não é tão simples assim.Repetindo as equações da Parte 1(por conveniência), pode-se observarque, assumindo que "A" é constante,"Q" pode ser determinado, medindo avelocidade média "v" do fluido. A seguir,assumindo que "rho" é constante, "W"pode ser determinado a partir de "Q".

Q = A x v

W = rho x Q

Resumindo, alguns medidores de vazãomedem o fluxo volumétrico, outrosmedem a velocidade a partir da qualo fluxo volumétrico é determinado, aopasso que outros medidores de vazão

medem a vazão mássica. Além disso,quando a densidade é conhecidaou admitida, a vazão mássica podeser determinada a partir da vazãovolumétrica e a vazão volumétrica, porsua vez, pode ser determinada a partirda vazão mássica.

Então, você só queria medir a vazão –ainda é o que deseja fazer? Tudo pareciatão lógico e simples naquele momento.Mas, continue lendo – as coisas aindavão ficar mais complicadas.

Alguns med

flow_handbook manual de referencia tecnica de vazao_omega

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