Medição de Vazão. Disciplina de Instrumentação

Transcrição

1 Medição de Vazão Disciplina de Instrumentação

2 Equação de Bernoulli Descreve relação entre velocidade, pressão e altura

3 Restrição em tubulação

4 Tubo de Pitot O Tubo de Pitot é um instrumento utilizado para a medição de velocidades de escoamentos tanto internos quanto externos, para líquidos ou gases. Pressão Estática é a pressão real ou a pressão termodinâmica que atua no fluido. Pode também ser definida como a pressão acusada por um sensor que acompanha o fluido, com a mesma velocidade deste. É medida através do uso de um pequeno orifício executado na parede da tubulação ou de outra superfície alinhada com o escoamento, tendo-se o cuidado de que esta medição altere o mínimo possível o movimento do fluido. Pressão Dinâmica é a pressão decorrente da transformação da energia cinética do fluido em pressão, através de uma desaceleração isoentrópica do mesmo. Pressão Total, de Impacto ou de Estagnação é a soma da pressão estática com a pressão dinâmica. A sua medição é feita através de uma tomada de pressão voltada contra o escoamento e alinhada com as linhas de corrente, de forma a receber o impacto do fluido. Figura 1 Leituras de pressões estática, total e dinâmica.

5 Tubo de Pitot Utilizando-se a Equação de Bernoulli, temse que as energias potenciais dos pontos 1 e 2 são idênticas e não necessitam ser consideradas. Assim, tem-se do lado esquerdo da equação (1), respectivamente, a energia cinética e a energia de pressão ou trabalho de escoamento do ponto 1. Do lado direito tem-se os mesmos termos relativos ao ponto 2. Como a velocidade no ponto 2, v2, é nula, tem-se do lado direito apenas o termo relativo à pressão, no caso, à pressão total ou de estagnação. Esta pressão é igual a pressão estática no ponto 1, adicionada àenergia cinética do escoamento no ponto 1, equação (2). Nestas equações ρ é a massa específicado fluido em escoamento. Para a montagem da Figura 3 ou da própria Figura 1(c), a velocidade obtida através da Equação de Bernoulli será dada pela Equação (3). sendo que ρf e ρm são as massas específicas do fluido em escoamento e do líquido manométrico, respectivamente, g é a aceleração gravitacional e h a altura lida no manômetro.

6 Fluxímetros comuns por pressão diferencial: orifício O orifício é um método barato, mas tem alguns problemas por introduzir perda de energia devido as turbulências geradas pela mudança brusca da geometria.

7 Venturi e Bocal O Tubo de Venturi possui uma geometria um pouco mais complexa, mas os resultados ficam mais próximos do esperado que o orifício O bocal tem características dos 2 primeiros métodos. É mais simples que o tubo de Venturi mas possui uma curvatura que diminui consideravelmente as turbulências.

8 Fluxímetros de área variável Área mínima por onde o fluído passa varia com o fluxo. Rotâmetro

9 Palheta móvel

10 Queda de Weir e Flume Dependendo da abertura da queda a altura h varia

11

12 Fluxímetro de Deslocamento Positivo Compartimentos que por arraste geram um movimento de rotação

13 Fluxímetro de Deslocamento Positivo

14 Fluxímetro de Deslocamento Positivo

15 Fluxímetro de Deslocamento Positivo

16 Fluxímetro tipo Turbina

17 Fluxímetro tipo Turbina

18 Fluxímetro tipo palhetas (impellers)

19 Fluxímetro tipo palhetas (impellers)

20 Fluxímetro Eletromagnético Lei de Faraday: Quando um condutor movimenta-se por um fluxo eletromagnético, surge uma tensão elétrica induzida.

21 Fluxímetro Eletromagnético

22 Fluxímetro Eletromagnético Restrições: O fluído deve ser condutor e não podem haver bolhas de ar

23 Fluxímetros Ultrassônicos

24 Fluxímetros Ultrassônicos

25 Fluxímetros Ultrassônicos

26 Fluxímetros por Efeito Vortex A freqüência dos ciclos turbulentos gerados é proporcional ao fluxo

27 Fluxímetros por Efeito Vortex

28 Fluxímetros por fluxo de massa A perda de calor está diretamente ligada a velocidade de deslocamento do fluído.

29 Fluxímetros por fluxo de massa

30 Fluxímetros por fluxo de massa

31 Fluxímetro por efeito Coriolis O fluído penetra por uma entrada e faz um tubo com geometria determinada vibrar. A vibração deste tubo é dependente do fluxo.

32 Fluxímetro por efeito Coriolis

33 Fluxímetro por efeito Coriolis

34 Fluxímetro por força de arraste