O Tubo de Venturi insere-se nos medidores de caudal em que o que é medido é a velocidade, através da medição directa da pressão diferencial.

Transcrição

1 Giovanni Batista Venturi foi o primeiro cientista a demonstrar, em 1797, o princípio de funcionamento do tubo de Venturi, sendo que o primeiro cientista a fazer medições com o tubo de Venturi foi Clemens Herschel em 1887, que chamou ao tubo de Venturi, medidor de Venturi. Apesar das modificações feitas no interior do tubo de Venturi, com a finalidade de manter constante o coeficiente de descarga, o desenho do tubo de Venturi standard mantém-se ainda hoje muito parecido ao projectado por Herschel originalmente. O Tubo de Venturi insere-se nos medidores de caudal em que o que é medido é a velocidade, através da medição directa da pressão diferencial.

2 O tubo de Venturi insere-se na classe mais importante de medidores de caudal, ou seja, aqueles em que o fluido é acelerado ou retardado na secção de medição, e a variação na energia cinética é medida pela diferença de pressão criada. No medidor de Venturi o fluido é acelerado pela passagem através de um cone convergente com um ângulo entre 15 a 20º. Mede-se a diferença de pressão entre a extremidade a montante do cone e a garganta (estreitamento), diferença que fornece o sinal indicativo do caudal. O fluido é depois retardado num cone de menor ângulo (5 a 7º) no qual grande da energia cinética é novamente convertida em energia de pressão. Em virtude da diminuição gradual da área de fluxo, não há formação de uma vena contracta e a área de fluxo é mínima na garganta, pelo que o coeficiente de contracção é igual a um (1). A expressão que traduz o caudal para um fluido incompressível num medidor horizontal, é a seguinte: onde CD é o coeficiente de descarga, usado para ter em conta as perdas de atrito; c é uma constante do medidor; A1 e A2 as áreas das secções 1 e 2, respectivamente; P1 e P2 as tomas de pressão nas secções 1 e 2 respectivamente. c é uma constante do medidor e h é a perda de carga no cone convergente expressa como altura do fluido. Geralmente o coeficiente de descarga, CD, é elevado, variando entre 0.98 e O medidor de Venturi serve igualmente para fluidos compressíveis.

3 As dimensões recomendadas e a localização das tomas de pressão para o medidor de Venturi, são especificadas pela American Society of Mechanical Engineers, (ASME), e estão representadas nas figuras seguintes: Outro exemplo possívem é o seguinte: Geralmente os tubos de Venturi são construídos em ferro fundido, ou qualquer outro material resistente à corrosão, como por exemplo o aço inoxidável.

4 O tubo de Venturi pode ser usado numa vasta gama de caudais e velocidades bem como para medir diversos tipos de correntes. Nas secções relativas aos fabricantes e construção/materiais temos diversos exemplos de utilização deste tipo de manómetros em diferentes gamas de medida e condições de operação.

5 A selecção deste tipo de instrumento, ou mesmo a sua selecção relativamente a outras opções para a mesmas medida, devem nortear-se pelos critérios já desenvolvidos. Neste caso devemos ter em conta ainda: A entrada do tubo deve ser do mesmo diâmetro da conduta. O diâmetro dos orifícios das tomas de pressão à entrada do tubo nunca devem exceder um décimo (1/10) do diâmetro da secção da entrada. O diâmetro das tomdas de pressão na secção mais estreita (garganta) do tubo também não deve exceder um décimo (1/10) do diâmetro nessa mesma secção (garganta). Deve evitar-se qualquer espécie de dano no interior do tubo, como por exemplo, um revestimento ou corrosão, devido a estes problemas influenciarem o coeficiente de descarga, e por isso poderem perturbar a calibração da instalação.

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7 Vantagens Podem ser instalados na maior parte das condutas Podem ser usados para a maioria dos líquidos, incluindo aqueles que contêm sólidos uma vez que não há depósito de impurezas no tubo Podem medir grandes caudais São extremamente resistentes à abrasão Baixa perda de pressão comparado, por exemplo, com o medidor de orifício ou com os nozzles ; este aspecto é importante em instalações onde o fluido escoa a baixas pressões.esta perda de pressão é da ordem dos 10 a 20% da pressão diferencial e aumenta quanto maior for o tubo de Venturi. Contudo, a velocidades elevadas a recuperação total de pressão pode não ser conseguida, enquanto o fluido não percorrer uma certa distância depois do tubo de Venturi. Desvantagens O seu preço inicial Não é fácil de instalar numa conduta já existente devido ao seu elevado tamanho Uma vez construído e instalado é impossível mudar a gama de caudais do fluido, excepto se modificarmos o instrumento de medida de pressão, ou então se trocar-mos o tubo de Venturi.