Medição de Vazão. Disciplina de Instrumentação

Medição de Vazão Disciplina de Instrumentação

Equação de Bernoulli Descreve relação entre velocidade, pressão e altura

Restrição em tubulação

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.

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.

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.

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.

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

Palheta móvel

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

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

Fluxímetro de Deslocamento Positivo

Fluxímetro tipo Turbina

Fluxímetro tipo palhetas (impellers)

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

Fluxímetro Eletromagnético

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

Fluxímetros Ultrassônicos

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

Fluxímetros por Efeito Vortex

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

Fluxímetros por fluxo de massa

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.

Fluxímetro por efeito Coriolis

Fluxímetro por força de arraste