Mnul de Operção e Instlção Clh Prshll MEDIDOR DE VAZÃO EM CANAIS ABERTOS Cód: 073AA-025-122M Rev. B Novembro / 2008 S/A. Ru João Serrno, 250 Birro do Limão São Pulo SP CEP 02551-060 Fone: (11) 3488-8999 FAX: (11) 3488-8980 e-mil: ssistencitecnic@levelcontrol.com.br
Clh Prshll ÍNDICE 1. INTRODUÇÃO... 2 2. PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO.... 3 3. CONSTRUÇÃO.... 4 4. SELEÇÃO DE TAMANHO.... 8 5. INSTALAÇÃO.... 9 6. OPERAÇÃO.... 9 7. MANUTENÇÃO.... 10 8. FÓRMULAS E TABELAS.... 10 9. MEDIDOR DE NÍVEL.... 11 10. CERTIFICADO DE GARANTIA... 12 1
Clh Prshll 1. INTRODUÇÃO O medidor Prshll desenvolvido pelo engenheiro Rlph L. Prshll, n décd de 1920, nos Estdos Unidos, é um melhori relizd no projeto de clh Venturi. Desenvolvido inicilmente pr plicções em irrigção, hoje em di é utilizdo frequentemente ns plicções industriis e de snemento. 2
Clh Prshll 2. PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO O medidor Prshll, tmbém conhecido por Clh Prshll, é um medidor de vzão pr cnis bertos. A clh é constituíd de um estrutur com predes verticis, possuindo n entrd um trecho convergente (0-1), um trecho contrído em declive de seção constnte (1-2), e n síd um trecho divergente em clive (2-3). Figur 1 O trecho convergente, tmbém chmdo de crist, produz um nível, no líquido medido, que está diretmente relciondo com vzão. Com uxílio de um medidor de nível externo dequdo, podemos obter leiturs de vzão com um bo precisão. 3
Clh Prshll 3. CONSTRUÇÃO Os tmnhos ds Clhs Prshll são designdos pel lrgur d grgnt (trecho contrído). A norm vigente no Brsil é norm NBR/ISO9826:2008. Porém, tendo em vist ser um norm reltivmente nov, grnde miori ds clhs Prshll existentes obedecem à norm ASTM 1941:1975. Neste mnul presentmos os ddos ds dus norms. Portnto, verificr por qul norm foi fbricd su clh pr utilizr corretmente os ddos qui presentdos. Os tmnhos disponíveis são os presentdos ns tbels bixo: 3.1 NORMA NBR/ISSO 9826:2008 As tbels seguir presentm, respectivmente, s crcterístics de vzão ds clhs Prshll de pequens e grndes dimensões: Clh Prshll nº Lrgur d Grgnt b ( m ) Equção d vzão 1) n Q = Ch 3 ( m / s ) Intervlo de Intervlo de Altur Vzão 2) h Q ( m ) (x10-3 m 3 /s) min. mx. min. mx. Tbel 1 Limite modulr σ c (experimentl) Rzão de Submergênci σ (recomenddo) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1,580 1 0,152 0,381 h 0,03 0,45 1,5 100 0,55 0,6 1,513 2 0,25 0,561 h 0,03 0,60 3,0 250-0,6 1,521 3 0,30 0,679 h 0,03 0,75 3,5 400 0,62 0,6 1,537 4 0,45 1,038 h 0,03 0,75 4,5 630 0,64 0,6 1,548 5 0,60 1,403 h 0,05 0,75 12,5 850 0,66 0,6 1,557 6 0,75 1,772 h 0,06 0,75 25,0 1100 0,67 0,6 1,565 7 0,90 2,147 h 0,06 0,75 30,0 1250 0,68 0,6 1,569 8 1,00 2,397 h 0,06 0,80 30,0 1500-0,7 1,577 9 1,20 2,904 h 0,06 0,80 35,0 2000 0,70 0,7 1,586 10 1,50 3,668 h 0,06 0,80 45,0 2500 0,72 0,7 1,593 11 1,80 4,440 h 0,08 0,80 80,0 3000 0,74 0,7 1,599 12 2,10 5,222 h 0,08 0,80 95,0 3600 0,76 0,7 05 13 2,40 6,004 h 0,08 0,80 100,0 4000 0,78 0,7 1) n onde D C é o coeficiente de descrg D n é um expoente dependente de b 2) Vlores rredonddos 4
Clh Prshll Equção d Intervlo de Intervlo de Lrgur vzão Altur Vzão Rzão de d Condição de h Q Submergênci Grgnt 3 escomento ( m ) ( m / s ) σ b livre (recomenddo) C s ( m ) Q = C1h Min Mx ]Min Mx 3 ( m / s ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 14 3,05 7,463 h 0,09 1,07 0,16 8,28 0,80 1,0 Clh Prshll nº Tbel 2 Coeficiente de Submergênci (Ftor de Correção) 15 3,68 9,859 h 0,09 1,37 0,19 14,68 0,80 1,2 16 4,57 10,96 h 0,09 7 0,23 25,04 0,80 1,5 17 6,10 14,45 h 0,09 1,83 0,31 37,97 0,80 2,0 18 7,62 17,94 h 0,09 1,83 0,38 47,16 0,80 2,5 19 9,14 21,44 h 0,09 1,83 0,46 56,33 0,80 3,0 20 12,19 28,43 h 0,09 1,83 0,60 74,70 0,80 4,0 21 15,24 35,41 h 0,09 1,83 0,75 93,04 0,80 5,0 1) C1 = CDb, onde C é o coeficiente de descrg D Figur 2 5
Clh Prshll Clh Prshll nº Grgnt Seção de Entrd Seção de Síd Altur d Prede b l X Y h p1 b 1 l 1 l e l h 2 l 2 h p2 h c 1 0,152 0,305 0,050 0,075 0,115 0,400 0,610 0,622 0,415 0,390 0,610 0,012 0,600 2 0,250 0,600 0,050 0,075 0,230 0,780 1,325 1,352 0,900 0,550 0,920 0,072 0,800 3 0,300 0,600 0,050 0,075 0,230 0,840 1,350 1,377 0,920 0,600 0,920 0,072 0,950 4 0,450 0,600 0,050 0,075 0,230 1,020 1,425 1,454 0,967 0,750 0,920 0,072 0,950 5 0,600 0,600 0,050 0,075 0,230 1,200 1,500 1,530 1,020 0,900 0,920 0,072 0,950 6 0,750 0,600 0,050 0,075 0,230 1,380 1,575 07 1,074 1,050 0,920 0,072 0,950 7 0,900 0,600 0,050 0,075 0,230 1,560 50 83 1,121 1,200 0,920 0,072 0,950 8 1,000 0,600 0,050 0,075 0,230 80 1,700 1,734 1,181 1,300 0,920 0,072 1,000 9 1,200 0,600 0,050 0,075 0,230 1,920 1,800 1,836 1,227 1,500 0,920 0,072 1,000 10 1,500 0,600 0,050 0,075 0,230 2,280 1,950 1,989 1,329 1,800 0,920 0,072 1,000 11 1,800 0,600 0,050 0,075 0,230 2,640 2,100 2,142 1,427 2,100 0,920 0,072 1,000 12 2,100 0,600 0,050 0,075 0,230 3,000 2,250 2,295 1,534 2,400 0,920 0,072 1,000 13 2,400 0,600 0,050 0,075 0,230 3,380 2,400 2,448 32 2,700 0,920 0,072 1,000 14 3,050 0,910 0,305 0,230 0,343 4,760 4,270-1,830 3,660 1,830 0,152 1,220 15 3,660 0,910 0,305 0,230 0,343 5,610 4,880-2,030 4,470 2,440 0,152 1,520 16 4,570 1,220 0,305 0,230 0,457 7,620 7,620-2,340 5,590 3,050 0,203 1,830 17 6,100 1,830 0,305 0,230 0,686 9,140 7,620-2,840 7,320 3,660 0,305 2,130 18 7,620 1,830 0,305 0,230 0,686 10,670 7,620-3,350 8,940 3,960 0,305 2,130 19 9,140 1,830 0,305 0,230 0,686 12,310 7,930-3,880 10,570 4,270 0,305 2,130 20 12,190 1,830 0,305 0,230 0,686 15,480 8,230-4,880 13,820 4,880 0,305 2,130 21 15,240 1,830 0,305 0,230 0,686 18,530 8,230-5,890 17,270 6,100 0,305 2,130 Tbel 3 3.2 NORMA ASTM 1941:1975 Lrgur d Grgnt Cpcidde de Vzão W Min Mx (inch) (m 3 /h) (m 3 /h) 1 1.02 19.4 2 2.04 47.9 3 3.06 115 6 5.10 398 9 9.17 907 12 11.2 1641 18 15.3 2508 24 42.8 3374 36 62.2 5138 48 132 6922 60 163 8726 72 265 10551 84 306 12376 96 357 14221 Tbel 4 6
Clh Prshll Figur 3 DIMENSÕES W A 2/3A B C D E T G K M N P R X Y [inch] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] 1 363 242 356 93 168 229 76.2 203 19.0 28.6 7.94 12.7 2 414 276 406 135 214 254 114 254 22.2 42.9 9.52 25.4 3 467 311 457 178 259 610 152 305 25.4 57.2 25.4 38.1 6 621 414 610 394 397 610 305 610 76.2 305 114.3 902 406 50.8 76.2 9 880 587 864 381 575 762 305 457 76.2 305 114.3 1080 406 50.8 76.2 12 1372 914 1343 610 845 914 610 914 76.2 381 228.6 1492 508 50.8 76.2 18 1448 965 1419 762 1026 914 610 914 76.2 381 228.6 1676 508 50.8 76.2 24 1524 1016 1495 914 1207 914 610 914 76.2 381 228.6 1854 508 50.8 76.2 36 1677 1118 1645 1219 1572 914 610 914 76.2 381 228.6 2223 508 50.8 76.2 48 1829 1219 1794 1524 1937 914 610 914 76.2 457 228.6 2711 610 50.8 76.2 60 1981 1321 1943 1829 2302 914 610 914 76.2 457 228.6 3080 610 50.8 76.2 72 2134 1423 2092 2134 2667 914 610 914 76.2 457 228.6 3442 610 50.8 76.2 84 2286 1524 2242 2438 3032 914 610 914 76.2 457 228.6 3810 610 50.8 76.2 96 2438 1625 2391 2743 3397 914 610 914 76.2 457 228.6 4172 610 50.8 76.2 Tbel 5 Obs.: As medids correspondentes à clhs Prshll com lrgur de grgnt de 1 e 2 não constm n norm ASTM 1941:1975, embor seus vlores sejm determindos mtemticmente bsedos n mesm. 7
Clh Prshll Os medidores Prshll podem ser construídos no cmpo ou fbricdos nos seguintes mteriis: -) Fibr de vidro b-) Aço crbono revestido c-) Aço inox d-) Concreto 4. SELEÇÃO DE TAMANHO Pr seleção do tmnho do medidor Prshll, devem ser conhecidos os seguintes ddos: -) lrgur do cnl n montnte e n jusnte; b-) vzões máxim e mínim; c-) profundidde d águ no cnl; d-) perd de crg dmissível; e-) previsão pr vzões futurs. As seguintes recomendções devem ser levds em cont: -) Utilizr sempre escomento livre, pois ssim é necessário pens um medidor de nível no trecho convergente; b-) Pr se obter escomento livre s seguintes condições devem ser obedecids: Norm NBR/ISO 9826:2008: 1-) relção h b / h = 0,6 pr medidores té 0,90 m; 2-) relção h b / h = 0,7 pr medidores té 2,40 m; 3-) relção h b / h = 0,8 pr medidores té 15,24 m. c-) d-) Norm ASTM 1941:1975: 1-) relção Hb/H < 0,6 pr medidores té 22 ; 2-) relção Hb/H < 0,7 pr medidores de 30 40. Onde: h e H correspondem à ltur d lâmin de águ montnte. h b e Hb - correspondem à ltur d lâmin de águ jusnte. Crg totl n crist do medidor não superior à crg totl n seção de entrd; Perd de crg no medidor não superior à crg disponível; e-) Cso tenh fogmento, obedecer os máximos citdos nteriormente (item b). Neste cso será necessário instlr um medidor de nível tmbém no trecho contrído; 8
Clh Prshll f-) Obedecids tods s condições citds, escolher clh de menor lrgur. 5. INSTALAÇÃO Algums condições básics de instlção devem ser obedecids: -) O medidor Prshll deve ser instldo precedido à montnte ou por um reservtório de grnde dimensão, onde velocidde sej sensivelmente nul, ou por um trecho de cnl prismático onde o escomento sej uniforme; b-) O medidor deve estr instldo com o cnl tnto n montnte como n jusnte; c-) O medidor deve ser linhdo longe o suficiente d comport ou curvs, pr que o escomento n região d entrd do medidor sej uniforme e completmente livre de turbulêncis, onds ou vórtices; d-) A crist do medidor deve estr rigorosmente em nível fim de ssegurr mesm vzão pr o mesmo nível o longo d lrgur do medidor; e-) As predes lteris do trecho contrído devem estr prlels e verticis; f-) Pode-se construir com clive de 1:4 um rmp inicil no início d seção convergente; g-) Pode-se construir um degru n síd o fim d seção divergente (vide figur 2); h-) Pode-se fzer um concordânci em plnt, n prte d entrd trvés de rios convenientes, por exemplo, pr medidores menores do que 12 um rio de 0,41 m, pr medidores de 12 36 um rio de 0,51 m e pr medidores de 48 96 um rio de 0,61 m; i-) O medidor de nível deve estr instldo de form medir o vlor d ltur d lâmin de águ montnte e d ltur d lâmin de águ jusnte. 6. OPERAÇÃO Operndo-se com escomento livre, bst um medid d ltur d lâmin de águ montnte pr se conhecer vzão. Est medid é feit n seção convergente, crist, loclizd um distânci de 2/3 do comprimento d prede convergente. N operção não desejd, porém possível, ou sej, condição de escomento por submersão, lém d medid n crist, será preciso tmbém um medid d ltur d lâmin de águ jusnte, num ponto próximo d seção finl d grgnt. Pr medidores de 6 96, posição dess segund medid deverá ficr 2 montnte d prte finl d seção estrnguld. 9
Clh Prshll As relções Hb/H e que constitui vzão de submersão n prátic não deve ultrpssr 95%. 7. MANUTENÇÃO A mnutenção de um medidor Prshll é bstnte simples, pois su form construtiv dificult o cúmulo de sedimentos. Por isso, o medidor Prshll é comumente utilizdo em esgoto e águ com sólidos em suspensão Porém, fz-se necessári um vistori cuj frequênci é estudd cso cso, dependendo d su condição de operção. Além do specto limpez, observr s condições d clh proprimente dit, pois dependendo do mteril de construção (se concreto, lvenri, mdeir, metl ou fibr de vidro) pode ter tempo de vid vriável. 8. FORMULAS E TABELAS A função mtemátic pr norm ASTM 1941:1975 que express vzão em função d ltur é: Q = K x H n Onde: K é um constnte que depende ds dimensões d clh e juste d unidde de engenhri; n é um vlor que difere ligeirmente de 3/2 (vide tbel bixo pr vlores de K e n pr diversos pdrões). Vlores de n K [pr vzão em m 3 /h] [inch] W n K [mm] 1 25,4 1,550 217,29 2 50,8 1,550 434,58 3 76,2 1,547 633,60 6 152,4 1,580 1370 9 228,6 1,530 1926,00 12 304,8 1,522 2484,00 18 457,2 1,538 3794,40 24 609,6 1,550 5133,60 36 914,4 1,556 7855,20 48 1219,2 1,578 10566,00 60 1524,0 1,587 13420,80 72 1828,8 1,595 16254,00 84 2133,6 01 19100 96 2438,4 06 21963,60 Tbel 6 10
Clh Prshll 9. MEDIDOR DE NÍVEL O medidor Prshll pode ser fornecido com escl grdud em vzão, ns uniddes de engenhri de su escolh. As uniddes mis comuns são: m 3 /h, l/min, l/s ou m 3 /h. Atulmente, o medidor de nível mis utilizdo n Clh Prshll é do tipo ultrssônico, por su precisão (±0,25% FE) e por su prticidde, pois, como o sensor não entr em contto direto com o fluido, não há problems de incrustções. Além disso, tmbém temos vntgem de trnsmitir à distânci, trvés sinl elétrico, os vlores de vzão (instntâne ou totlizd), sej por um sinl nlógico 4-20 ma, sej por um comunicção digitl do tipo RS485. O medidor de nível ultrssônico possui um conversor com leitur diret ou vzão, n unidde de engenhri desejável, como tmbém podendo totlizr o volume do líquido que já pssou pelo medidor Prshll. Aviso: Este mnul poderá ser lterdo sem prévio viso, pois os ddos desse documento são revisdos periodicmente e s correções necessáris serão considerds ns próxims versões. Agrdecemos por qulquer tipo de sugestão que venh contribuir pr melhor deste documento. 11
Clh Prshll 10. CERTIFICADO DE GARANTIA Este equipmento, Medidor de Vzão tipo Clh Prshll, Modelo: Nº. de série: É grntido contr defeitos de mão de obr e mteril pelo przo de 365 dis d dt de entreg. Est grnti será invlidd qundo, critério de julgmento d, o equipmento tiver sido submetido busos ou mnuseios impróprios. Qundo o repro, dentro d grnti, for necessário, o usuário deverá remeter o equipmento à fábric ou reposto, ficndo s despess de seguro e frete por cont e risco do usuário. Dt de Entreg: / / 12