Medição de Vazão - SENAI - MG

Medição de Vazão - SENAI - MG

(Parte 4 de 8)

8000 e 400000 para β ‹ entre 0,15 e 0,75

D. Tomadas em canto: São construídas no próprio flange e seu uso principal é em tubulações menores que 2", tendo como desvantagem a grande possibilidade de entupimento.

E. Tomadas de tubulação: Possue o menor diferencial de pressão entre todas tomadas e perdem muita precisão devido a rugosidade do tubo.

2.2.1.3 TUBO VENTURI

O tubo Venturi, combina dentro de uma unidade simples, uma curta garganta estreitada entre duas seções cônicas e está usualmente instalado entre duas flanges, numa tubulações. Seu propósito é acelerar o fluído e temporariamente baixar sua pressão estática.

A recuperação de pressão em um tubo Venturi é bastante eficiente, como podemos ver na figura a seguir, sendo seu uso recomendado quando se deseja um maior restabelecimento de pressão e quando o fluido medido carrega sólidos em suspensão. O Venturi produz um diferencial menor que uma placa de orifício para uma mesma vazão e diâmetro igual à sua garganta.

Medição de Vazão

A figura abaixo, mostra os detalhes de construção de um dispositivo Venturi onde: .D = Diamêtro interno da tubulação .d = diâmetro da garganta .a = Localização da tomada de impulso de alta pressão 0,25D a 0,75D para 4" < D < 6" 0,25D a 0,50D para 6" < D < 32" .b = comprimento da garganta igual a "d" .c = Localização da tomada de baixa pressão = "d"/2

.δ = Diâmetro interno da tomada de impulso

3/16 a 1/2" .r1 = 0 a 1,375D .r2 = 3,5 a 3,75D

Medição de Vazão

Em lugar de ser um simples furo, a tomada de impulso, é formada por vários furos espaçados em torno do tubo. Eles são interligados por meio de um anel anular chamado anel piezométrico. Isto é destinado para obter-se a média das pressões em torno do ponto de medição.

O Bocal de vazão (Flow nozzle) é, em muitos aspectos um meio termo entre a placa de orifício e o tubo Venturi. O perfil dos bocais de vazão permite sua aplicação em serviços onde o fluído é abrasivo e corrosivo. O perfil de entrada é projetado de forma à guiar a veia fluída até atingir a seção mais estrangulada do elemento de medição, seguindo uma curva elíptica (projeto ASME) ou pseudoelíptica (projeto ISA). Seu principal uso é em medição de vapor com alta velocidade, recomendado p/ tubulações > 50mm.

Tipos

A. Bocal ISA 1932 Neste tipo de bocal as tomadas de pressão são do tipo em canto (corner taps). Possui as limitações de:

0,32 < β < 0,8

Medição de Vazão

B. Bocal ASME Neste bocal as tomadas são do tipo D e D/2 com as seguintes limitações:

0,2 < β< 0,8

50mm < D < 400mm 104 < RD < 107

É um dispositivo para medição de vazão através da velocidade detectada em um ponto da tubulação.

O tubo de Pitot é um tubo com uma abertura em sua extremidade, sendo esta colocada na direção da corrente fluida de um duto. A diferença da pressão total e a pressão estática da linha nos dará a pressão dinâmica, a qual é proporcional ao quadrado da velocidade.

Medição de Vazão

Pd = γ V2/2g ====> V = √Pd.2g/γ onde: Pd= Pressão dinâmica = Pressão total - Pressão estática γ = Peso específico do fluído

V = Velocidade do fluído no ponto de medição g = Aceleração da gravidade

Ao se determinar a velocidade de um fluído em um duto, sabe-se que ao centro deste a velocidade é máxima e para saber a velocidade média é necessário usar um fator "K" o qual é determinado em função do N° de Reynolds e rugosidade da tubulação. Então:

Vmedio = Vmax . K = √Pd.2g/γ . K

Na prática o fator "K" é descoberto, mantendo-se a vazão constante e medindo-se a velocidade em 10 pontos conforme figura abaixo e em seguida calcula-se a média das 10 velocidades e divide-se pela velocidade máxima encontrando-se o fator "K".

Medição de Vazão

2.2.1.6 Medidor Tipo Annubar

O Annubar é um dispositivo de produção de pressão diferencial que ocupa todo o diâmetro do tubo . O annubar é projetado para medir a vazão total , de forma diferente dos dispositivos tradicionais de pressão diferencial .

A parte de alta pressão do sinal de ∆P é produzido pelo impacto do fluido nos furos do sensor , sendo então separado e fluindo em volta do annubar . Precisamente localizados , os furos sensores na parte fontal sentem a pressão de impacto causada pelo fluido .

Após o fluido separar-se em torno do sensor annubar , uma zona de baixa pressão (abaixo da pressão estática no tubo) é criada devido ao formato do sensor . O lado de baixa pressão do sinal de ∆P é sentido pelos furos na jusante do annubar e é medida na câmara da jusante .

A diferença de pressão é proporcional a raiz quadrada da vazão assim como os medidores anteriores . Compensação da Pressão e Temperatura

Medição de Vazão

Quando se mede gases e vapores a densidade do fluído variará dependendo da pressão e da temperatura. Por isso, é preciso efetuar a correção com compensação para essa variação. A equação para efetuar a correção se escreve na seguinte forma:

Q = K
Q = Nm3/h

onde: Q = vazão K = constante

PA = pressão absoluta, bar

TA = temperatura absoluta, Kelvin ∆P= pressão diferencial, bar

A seguir mostraremos a malha de controle que faz esta correção.

2.2.2 - Medidores de Vazão por Pressão Diferencial Constante (Área Variável)

Vapor

Pmáx: 4Kgf/cm2

Qmáx=100m3/h

∆Pmáx=1000mmH2O Tmáx=1000C

TT803FT802PT 801

FY 804

Medição de Vazão

Os dispositivos de pressão diferencial até agora considerados têm por base restrições de dimensão fixa, e a pressão diferencial criada através deles modifica-se com a vazão. Existem, contudo, dispositivos nos quais a área da restrição pode ser modificada para manter constante o diferencial de pressão enquanto muda a vazão; como por exemplo deste princípio utilizaremos o rotâmetro.

2.2.2.1 - ROTÂMETROS

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