INSTRUMENTAÇÃO E CONTROLE. vazão. Professor Miguel Neto

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1 INSTRUMENTAÇÃO E CONTROLE vazão Professor Miguel Neto

2 Conceito de vazão Definição: É a quantidade de fluido que passa atravésdeumaseçãodeumatubulação ou canal por unidade de tempo. Q=vazão V=velocidade A=área ou Unidade de medida: m³/s, m³/h, GPM, kg/s, etc.

3 Tipos de vazão Vazão volumétrica (Q v ): É a quantidade em volume que atravessa uma seção em um intervalo de tempo. V=volume t=tempo Vazão mássica (Q m ): É quantidade em massa que atravessa uma seção em um intervalo de tempo. m=massa t=tempo

4 Conversão de unidades de medida de vazão volumétrica

5 Conversão de unidades de medida de vazão mássica

6 EQUAÇÃO DA CONTINUIDADE Q 1 = Q 2 Q 1 = V 1. A 1 e Q 2 = V 2. A 2 V 1. A 1 = V 2. A 2

7 Equação de Bernoulli

8 Exemplos de aplicação

9 Tipos de medidores: 1 Elementos deprimogênios. 2 Lineares. 3 Volumétricos. 4 Em canais abertos.

10 Elementos Deprimogênios Amedição de vazão é feita com base na pressão diferencial. ou Pode ser por: Placa de orifício. Bocal. Tubo de Venturi. Tubo de Pitot.

11 Simbologia para os elementos deprimogênios Placa de orifício e bocal. Tubo de Venturi. Tubo de Pitot.

12 Aplicação dos métodos de medição de vazão por elementos deprimogênios

13 Extrator de raiz quadrada São unidades aritméticas que tem a função de permitir que valores medidos pelos transmissores representem a vazão medida, isso porque, a relação entre a pressão e vazão não é linear e sim quadrática. Esta função pode estar incorporada ao transmissor, estar separada como um instrumento ou até mesmo ser uma função executada via software em sistema de controle.

14 Extrator de raiz quadrada

15 Integrador de vazão Éuminstrumentoquetemoobjetivoapuraro Éuminstrumentoquetemoobjetivoapuraro consumo, ao longo de um tempo préestabelecido, de um determinado fluido.

16 Exemplos de aplicação

17 Continuação -Exemplos de aplicação

18 Placa de orifício Orifício concêntrico: utilizado para líquido, gases e vapor que não contenham sólidos em suspensão. Orifício excêntrico: utilizado em fluido contendo sólidos em suspensão Orifício segmental: alta porcentagem de sólidos em suspensão.

19 Bocal É,emmuitosaspectosum meiotermoentrea 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.

20 Medidor Venture Os fluidos sob pressão, na passagem através de Os fluidos sob pressão, na passagem através de tubos convergentes ganham velocidade e perdem pressão, ocorrendo o oposto em tubos divergentes.

21 Tubo de Pitot A diferença entre a pressão total e a pressão estática da linha nos fornecerá a pressão dinâmica a qual é proporcional ao quadrado da velocidade.

22 Medidores lineares Produzem um sinal de saída diretamente proporcional à vazão. Podem ser: Medidor de área variável: Rotâmetro eletromagnético Ultrassônico Turbina Coriolis Vortex

23 Aplicação dos métodos lineares de medição de vazão

24 Medidor de área variável: Rotâmetros Rotâmetro são medidores de vazão por área variável nos quais um flutuador varia sua posição dentro de um tubo cônico, proporcionalmente à vazão do fluido. Aperdadecargaéconstante.

25 Medidor eletromagnético de vazão O princípio se baseia na lei de Faraday, isto é, uma corrente elétrica é induzida num condutor se ele se move em um campo magnético ou vice-versa. Um tubo de material não magnético contém duas bobinas que geram um campo magnético B no seu interior. Dois eletrodos são colocados em lados opostos do tubo e em direção perpendicular ao campo. O fluido faz o papel do condutor e a tensão V gerada tem relação com a velocidade do fluxo e, portanto, com a sua vazão.

26 Medidor tipo Turbina Seu princípio de funcionamento está baseado no movimento relativo da turbina, devido ao fluxo, em relação ao sensor (composto por um imã permanente e uma bobina), gerando uma diferença de potencial cuja frequência é proporcional à vazão do fluido.

27 Medidor tipo Coriolis Efeito Coriolis: O Efeito Coriolis é uma força inercial. O efeito Coriolis pode ser demonstrado pela lei do movimento de newton tendo um ponto referencial.

28 Medidor tipo Coriolis Os tubos de medição são submetidos a uma oscilação. Quando um fluído qualquer é introduzido no tubo em vibração, o efeito do Coriolis se manifesta causando uma deformação, isto é, uma torção, que é captada por meio de sensores magnéticos que geram uma tensão em formato de ondas senoidais.

29 Medidor tipo Coriolis Um medidor Coriolis possui dois componentes: tubos de sensores de medição e transmissor. Obs: Podemos encontrar o modelo com tubo reto.

30 Medidor tipo Vórtex Consta de um anteparo de geometria definida colocado de forma a obstruir parcialmente uma tubulação em que escoa um fluido, formando vórtices, que se desprendem alternadamente de cada lado do anteparo. a vazão volumétrica do fluido pode ser medida pela contagem do número de vórtices.

31 Medidores ultra-sônicos O medidor de vazão ultra-sônico se fundamenta no princípio da propagação de ondas sonoras no fluido. Pode ser: por efeito doppler e por tempo de trânsito.

32 Aplicação: ultra-sônicos

33 Aplicação: ultra-sônicos

34 Volumétricos São medidores que possuem uma relação bem definida entre o volume de produto que passa pelo medidor e o acionamento de um dispositivo de medição.podem ser: Medidor de Engrenagens Ovais Medidor de Lóbulos DiscodeNutação

35 Aplicação dos métodos Volumétricos de medição de vazão

36 Medidor de Engrenagens Ovais O fluido circula entre as engrenagens e a paredes da câmara de medição.

37 Medidor de Lóbulos O fluido circula entre os lóbulos e as paredes da câmara de medição.

38 Disco de Nutação O fluido preenche a câmara de medição fazendo o disco nutação girar

39 Disco de Nutação O fluido preenche a câmara de medição fazendo o disco de nutação girar.

40 Medidores de vazão em canais abertos Os dois principais tipos são: Vertedor Calha Parshall

41 Aplicação dos métodos de medição de vazão em canais abertos

42 Vertedor Mede a altura estática do fluxo em reservatórios, que vertem o fluido de uma abertura de forma variável.

43 Calha Parshall É um tipo de Venturi aberto que mede a altura estática do fluxo. É um medidor mais vantajoso que o vertedor, porque apresenta menor perda de carga e serve para medir fluidos com sólidos em suspensão.

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