MEDIÇÃO DE VAZÃODiferentes tipos de medidores de vazão e seus princípios de funcionamento.

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Salvador, 30 de maio de 2016

Faculdade Área 1

Disciplina – Fenômenos dos Transportes Mestre – Poliana Pastorele Alunas – Daniela Taís, Taynara Domingues

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Conceito - Vazão• VAZÃO é a quantidade volumétrica ou gravimétrica de

determinado FLUIDO (líquido, gás ou vapor) que passa por uma determinada seção reta de um duto por uma unidade de tempo.

EM RESUMO:

VAZÃO É A RAPIDEZ COM A QUAL UM FLUIDO ESCOA!

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Conceito - VazãoVazão Volumétrica é a quantidade de VOLUME de um fluido que escoa por um duto em unidade de tempo.

Vazão Gravimétrica é a quantidade de MASSA de um fluido que escoa por um duto em unidade de tempo.

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Para garantir que determinados ingredientes serão fornecidos a uma taxa adequada durante o processo de mistura.

Para evitar “vazão elevada”, o que causaria: • Aumento da Pressão a nível perigoso;• Temperatura excessiva; • Vazamentos de fluidos.

Por que medir a vazão?

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Aplicações – Medidor de vazão

Transporte de fluidos: gasodutos e oleodutos.

Serviços públicos: abastecimento, saneamento.

Indústria em geral: controle de relação, batelada, balanços de massas, contribuindo para a qualidade e a otimização de controle de processos.

No nosso dia-a-dia: hidrômetro, bomba de gasolina, etc.

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Vazão Operacional; Características do Fluido; Características de Instalação; Características de Operação; Exatidão; Facilidades de Comunicação;Custo;Facilidade de Instalação e

Manutenção;Confiabilidade.

Critérios para escolha dos medidores

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1)Medição por Pressão Diferencial (Elementos Deprimogênios):

Placa de Orifício, Tubo Venturi, Tubo Pitot, Bocal, etc.2) Medição por Área Variável: Rotâmetro 3) Medição através de Velocidade:Turbina 4) Medição através de Força:Placa de Impacto 5) Medição por Tensão Induzida: Medidor Magnético 6) Medição em Canais Abertos:Calha Parchall Vertedores

Métodos de medição de vazão

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1. Medição por Pressão Diferencial:

A medição de vazão se dá por meio de uma obstrução a passagem do fluido. Logo, a obstrução é responsável por gerar uma queda de

pressão na tubulação e com isso haverá o surgimento de uma pressão ANTES e outra DEPOIS da obstrução.

A vazão volumétrica pode ser obtida por meio da medição da pressão diferencial:

P1 - P2 (diferença entre as pressões antes e depois da obstrução).

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1. Medição por Pressão Diferencial:

Os elementos mais utilizados para medir a

vazão por pressão

diferencial são:

• Placa Orifício

• Tubo Venturi

• Tubo Pitot / Annubar

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1. Medição por Pressão Diferencial:

Placa de Orifício:É o mais simples e flexível dos elementos primários de vazão. Consiste de um disco chato, de pouca espessura, com um orifício para passagem do fluido, que é colocado por meio de flanges na tubulação. Comumente, são fabricadas com aço inox, monel, latão, etc.

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1. Medição por Pressão Diferencial:PLACA DE ORIFÍCIO

Tipos de Orifícios:

a) Orifício concêntrico: Este tipo de placa é utilizado para líquidos, gases e vapor que não contenham sólidos em suspensão.

b) Orifício excêntrico: Utilizada quando tivermos fluído com sólidos em suspensão, os quais possam ser retidos e acumulados na base da placa, sendo o orifício posicionado na parte de baixo do tubo.

c) Orifício segmental: Esta placa tem a abertura para passagem de fluido, disposta em forma de segmento de círculo. É destinada para uso em fluídos laminados e com alta porcentagem de sólidos em suspensão

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1. Medição por Pressão Diferencial:

VANTAGENS • Simples e robusto; • Boa precisão;• Instalação fácil;• Baixo custo; • Fácil manutenção e troca simples;• Sem calibração ou simples recalibração é necessária para atender os cálculos, tolerâncias e de instalação segundo a norma ISO 5167. 17.

DESVANTAGENS • Alta perda de carga;• Sofre deformação devido ao vaivém e pode bloquear num sistema que está mal concebido ou mal instalado;• A borda do orifício pode corroer ao longo do tempo, particularmente se o vapor é úmido ou sujo. Isto irá alterar as características do orifício, e a precisão será afetada. A inspeção regular e a substituição é, portanto, necessário para garantir a confiabilidade e precisão.

PLACA DE ORIFÍCIO

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1. Medição por Pressão Diferencial:Tubo Venturi:

Combina dentro de uma unidade simples, uma curta “garganta” estreitada entre duas seções cônicas. Usualmente instalada entre duas flanges, numa tubulação e o propósito é acelerar o fluido e temporariamente baixar sua pressão estática. Uso recomendado quando se deseja um maior restabelecimento de pressão e quando o fluido medido carrega sólidos em suspensão.

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1. Medição por Pressão Diferencial:TUBO VENTURI

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1. Medição por Pressão Diferencial:

VANTAGENS • Boa precisão (0,75%); • Resistência ao acúmulo de poeira ou sedimentos;• Capacidade de medição de grandes escoamentos de líquidos em grandes tubulações;• Permite medição de vazão 60% superiores à placa de orifício nas mesmas condições de serviço.

DESVANTAGENS

• Custo elevado (20 vezes mais caros que uma placa de orifício);• Dimensões grandes e incômodas;• Dificuldade de troca uma vez instalado.

TUBO VENTURI

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1. Medição por Pressão Diferencial:Tubo Pitot:

É um tubo com uma abertura em sua extremidade, sendo esta colocada na direção da corrente fluida de um duto. A diferença da pressão total e a pressão estática da linha nos dará a pressão dinâmica, a qual é proporcional ao quadrado da velocidade, em resumo, é um dispositivo para medição de vazão através da velocidade detectada em um ponto da tubulação.

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CURIOSIDADESACIDENTE AIR FRANCE X TUBO PITOTNa noite de 31 de maio de 2009, um avião modelo Airbus A330-200

saía do Rio de Janeiro com destino a Paris. O voo 447 da Air France caiu no Oceano Atlântico com 228 pessoas a bordo.

Segundo relatório do BEA (o órgão responsável pelas investigações de acidentes aeronáuticos da França), velocidades medidas ficaram incoerentes, presumivelmente como resultado da obstrução dos Tubos Pitot em ambiente de cristais de gelo.

Os tubos de Pitot colocados nos aviões têm normalmente elementos de aquecimento para evitar que os orifícios fiquem obstruídos com o gelo. Porém, no acidente do voo da Air France, houve a formação de gelo no tubo de Pitot.

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ACIDENTE AIR FRANCE X TUBO PITOT

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1. Medição por Pressão Diferencial:

VANTAGENS • Possui inúmeras aplicações na aviação, náutica; • Vazão de fluxo em tubulações industriais;• Auxilia as pesquisas meteorológicas;• Simples medição de pressões, altitudes e velocidades.

DESVANTAGENS • A principal desvantagem do Tubo de Pitot é que ele deve ser alinhado com a direção de escoamento, que pode ser desconhecida;•Para ângulos de guinada maiores de 5 graus, ocorrem erros substanciais nas medidas de pressão de estagnação e estática.

TUBOS DE PITOT

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REFERÊNCIAS:

Disponível: http://brasil.estadao.com.br/noticias/geral,air-france-substituira-sensores-de-velocidade-em-poucos-dias,384630 (Visto dia 29/05/2016 ás 20:00).

BOJORGE, Ninoska. Sistemas de Medição de Vazão. Departamento de Engenharia Química e de Petróleo – UFF.

Disponível: http://www.cpdee.ufmg.br/~michelle/fabrai/index_arquivos/Instrumentos%20vazao.pdf (Visto dia 29/05/2016 às 20:00).

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OBRIGADA PELA ATENÇÃO!