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PROJETOS EM INSTRUMENTAÇÃO E AUTOMAÇÃO
Eng. Marcelo Saraiva Coelho
INSTRUMENTAÇÃO - VAZÃO
MEDIDORES DE VAZÃO
1. Medição por pressão diferencial (elementos primários)
Placa de OrifícioTubo Venturi
Bocal de VazãoOrifício Integral
Tubo PitotTubo Annubar
2. Medição por área variávelRotâmetro
3. Medição através de velocidadeTurbina
4. Medição por tensão induzidaMedidor Magnético
5. Medição através de vórticesMedidor Vortex
6. Medidores MássicosEfeito Coriolis
Efeito Dispersão Térmica
7. Medição por Ultra-somEfeito doppler
Por tempo de transito
8. Medição em canais abertosCalha Parschall
Vertedores
9. Medição por deslocamento positivoDisco nutante
Pistão oscilanteMedidor rotativo
PROJETOS EM INSTRUMENTAÇÃO E AUTOMAÇÃO
Eng. Marcelo Saraiva Coelho
INSTRUMENTAÇÃO - VAZÃOCRITÉRIOS PARA ESCOLHA DE MEDIDORES DE VAZÃO
• Vazão Operacional
• Características do Fluido
• Características de Instalação
• Características de Operação
• Exatidão
• Rangeabilidade
• Facilidades de Comunicação
• Custo
• Facilidade de Instalação e Manutenção
• Confiabilidade
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PROJETOS EM INSTRUMENTAÇÃO E AUTOMAÇÃO
Eng. Marcelo Saraiva Coelho
INSTRUMENTAÇÃO - VAZÃOCONCEITO DE VAZÃO
É a quantidade volumétrica ou gravimétrica de um fluido que escoa por um duto em unidade
de tempo considerada.
tMQ
tVQ M == ou
Importância da Medição –Aplicações
• No Balanço de Materiais• Transferência de Custódia
• Sistemas de Envase
Vazão Volumétrica éa quantidade de volume
de um fluido que escoa
por um duto em unidade de tempo
considerada.
Vazão Gravimétricaé a quantidade de
massa de um fluido que escoa por um
duto em unidade de tempo considerada
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INSTRUMENTAÇÃO - VAZÃOConversão de Unidades de Vazão Volumétrica
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PROJETOS EM INSTRUMENTAÇÃO E AUTOMAÇÃO
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INSTRUMENTAÇÃO - VAZÃOConversão de Unidades de Vazão Mássica
PROJETOS EM INSTRUMENTAÇÃO E AUTOMAÇÃO
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INSTRUMENTAÇÃO - VAZÃO
MEDIÇÃO DE VAZÃO POR PRESSÃO DIFERENCIAL
MEDIÇÃO DE VAZÃO POR PRESSÃO DIFERENCIAL
A pressão diferencial é produzida por vários tipos de elementos primários colocados na tubulação de forma tal que o fluído passa através deles. A sua função é aumentar a velocidade do fluído diminuindo a área da seção em um pequeno comprimento para haver uma queda de pressão. A vazão pode então, ser medida a partir desta queda.
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PROJETOS EM INSTRUMENTAÇÃO E AUTOMAÇÃO
Eng. Marcelo Saraiva Coelho
INSTRUMENTAÇÃO - VAZÃO
É um dispositivo utilizado para medição de vazão através da velocidade detectada em um
determinado ponto de tubulação.O tubo de Pitot é um tubo com
uma abertura em sua extremidade, sendo esta,
colocada na direção da corrente fluida de um duto, mas em
sentido contrário. 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.
MEDIÇÃO DE VAZÃO POR TUBO PITOT
PROJETOS EM INSTRUMENTAÇÃO E AUTOMAÇÃO
Eng. Marcelo Saraiva Coelho
INSTRUMENTAÇÃO - VAZÃO
A barra sensora de pressão a jusante possui um orifício que está posicionado no
centro do fluxo de modo a medir a pressão do fluxo a jusante. A barra sensora de
pressão de montante possui vários orifícios, estes orifícios estão localizados
criteriosamente ao longo da barra, de tal forma que cada um detecta a pressão total de um anel. Cada um destes anéis tem área da seção transversal exatamente igual às outras áreas anulares detectadas por cada
orifício.Outra característica do elemento de fluxo tipo Annubar é que quando bem projetado tem capacidade para detectar todas as
vazões na tubulação a qual está instalado, sendo a vazão total a média das vazões
detectadas.
MEDIÇÃO DE VAZÃO POR ANNUBAR
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PROJETOS EM INSTRUMENTAÇÃO E AUTOMAÇÃO
Eng. Marcelo Saraiva Coelho
INSTRUMENTAÇÃO - VAZÃO
CARACTERÍSTICAS
•Excelente recuperação de pressão.•Resistente à abras•Custo elevado.•Manutenção e instalação incômoda.•Produz menor ∆P que a placa de orifício (considerando mesmo diâmetro, mesmo fluido e mesma vazão).
APLICAÇÕES TÍPICAS:•Controles de combustão (vazão de ar)•Tratamento de água (tubulações de grande diâmetro)•Vazão de fluidos com sólidos em suspensão.
MEDIÇÃO DE VAZÃO POR VENTURI
PROJETOS EM INSTRUMENTAÇÃO E AUTOMAÇÃO
Eng. Marcelo Saraiva Coelho
INSTRUMENTAÇÃO - VAZÃOMEDIÇÃO DE VAZÃO POR PRESSÃO DIFERENCIAL TIPO PLACA DE ORIFÍCIO
De todos os elementos primários inseridos em uma tubulação para gerar uma pressão
diferencial e assim efetuar medição de vazão, a placa de orifício é a mais simples, de menor
custo e portanto a mais empregada.
Consiste basicamente de uma chapa metálica, perfurada de forma precisa e calculada, a qual
é instalada perpendicularmente ao eixo da tubulação entre flanges. Sua espessura varia
em função do diâmetro da tubulação e da pressão da linha, indo desde 1/16” a 1/4”.
VANTAGENS Instalação fácil
EconômicaConstrução simples
Manutenção e troca simples
DESVANTAGEMAlta perda de carga irrecuperável
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PROJETOS EM INSTRUMENTAÇÃO E AUTOMAÇÃO
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INSTRUMENTAÇÃO - VAZÃOMEDIÇÃO DE VAZÃO POR PRESSÃO DIFERENCIAL TIPO PLACA DE ORIFÍCIO
Orifício concêntricoVazão de líquidos, gases e vapor que não contenham sólidos em suspensão
Orifíco excêntricoVazão de fluído com sólidos em suspensão
Orifício segmentalVazão de fluídos em regime laminar e com alta porcentagem de sólidos em
suspensão
PROJETOS EM INSTRUMENTAÇÃO E AUTOMAÇÃO
Eng. Marcelo Saraiva Coelho
Bordo Arredondado (Quadrante edge)Usado em fluídos altamente viscosos, Onde o N° de RD inferior está em torno de 250.
INSTRUMENTAÇÃO - VAZÃOMEDIÇÃO DE VAZÃO POR PRESSÃO DIFERENCIAL TIPO PLACA DE ORIFÍCIO
Bordo Quadrado (Aresta viva)Usado em tubulações normalmente maiores que 6".Não usada em fluxo com baixos N° de RD.
Bordo com entrada CônicaUsado para N° de RD inferior é 25 Em condições severas de viscosidade.
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INSTRUMENTAÇÃO - VAZÃOMEDIÇÃO DE VAZÃO POR PRESSÃO
DIFERENCIAL TIPO PLACA DE ORIFÍCIO
Tomadas de Flange
São as mais populares, os furos das tomadas já são feitos no próprio
flange.
Tomadas D e D/2 (Radius Taps)
Usada em tubulações de 2" a 30" com Reynolds entre 8000 e 400000
e para b entre 0,15 e 0,75.
PROJETOS EM INSTRUMENTAÇÃO E AUTOMAÇÃO
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INSTRUMENTAÇÃO - VAZÃOMEDIÇÃO DE VAZÃO POR PRESSÃO
DIFERENCIAL TIPO PLACA DE ORIFÍCIO
Tomadas Vena Contracta
Utiliza flanges comuns, sendo o centro da tomada de alta pressão entre 1/2 e 2D (em geral 1D) e o centro da tomada de baixa
estará no ponto de pressão mínima, dependendo do b.
Tomadas em canto (Corner Taps)
São construídas no próprio flange e seu uso principal é em tubulações
menores que 2", tendo como desvantagem a grande possibilidade de
entupimento.
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PROJETOS EM INSTRUMENTAÇÃO E AUTOMAÇÃO
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INSTRUMENTAÇÃO - VAZÃOMEDIÇÃO DE VAZÃO POR PRESSÃO
DIFERENCIAL TIPO PLACA DE ORIFÍCIO
Tomadas de Tubulação (Pipe Taps)
Possue o menor diferencial de pressão entre todas tomadas e perdem muita precisão devido a rugosidade do tubo.
Tomadas em canto (Corner Taps)
São construídas no próprio flange e seu uso principal é em tubulações
menores que 2", tendo como desvantagem a grande possibilidade de
entupimento.
PROJETOS EM INSTRUMENTAÇÃO E AUTOMAÇÃO
Eng. Marcelo Saraiva Coelho
INSTRUMENTAÇÃO - VAZÃO
Fluido: Líquido (ao nível da tubulação)
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PROJETOS EM INSTRUMENTAÇÃO E AUTOMAÇÃO
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INSTRUMENTAÇÃO - VAZÃO
Fluido: Líquido (abaixo da tubulação)
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INSTRUMENTAÇÃO - VAZÃO
Fluido: Vapor (abaixo da tubulação)
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INSTRUMENTAÇÃO - VAZÃO
Fluido: Gás (acima da tubulação)
PROJETOS EM INSTRUMENTAÇÃO E AUTOMAÇÃO
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INSTRUMENTAÇÃO - VAZÃO
TRANSMISSORES DE PRESSÃO,
TEMPERATURA E VAZÃO a
a
T ∆P . P .K Q =
Compensação da Temperatura e Pressão Onde:Q: Vazão compensada.Pa: Pressão estática absoluta do escoamento.Ta: Temperatura absoluta do escoamento (K) .K: Características de operação do fluido, elemento primário e instalação.
MEDIÇÃO DE VAZÃO POR PRESSÃO DIFERENCIAL COM COMPENSAÇÃO
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PROJETOS EM INSTRUMENTAÇÃO E AUTOMAÇÃO
Eng. Marcelo Saraiva Coelho
INSTRUMENTAÇÃO - VAZÃOCompensação da Temperatura e Pressão
Exemplo:
Qmax: 30 Kg/h P(pressão à montante): 2,0 Kgf/cm2
Pressão diferencial: 200 mmH2O Temperatura de operação: 30 ºC
Primeiro método:
a) Cálculo do K: Pressão Absoluta: 2,0 Kgf/cm2 + 1,033 Kgf/cm2 = 3,033 Kgf/cm2
Temperatura Absoluta (K): 30 ºC + 273 = 303 K
a
a
máx
T ∆P . P
QK = 21,2027 K assim ,
303 200 . 3,033
30K ==
b) Vazão corrigida para nova condição de operação:
Nova pressão à montante: 2,8 Kgf/cm2 Nova temperatura de escoamento: 75º C
Pressão Absoluta:2,8+1,033=3,833 Kgf/cm2 Temperatura Absoluta: 75 ºC + 273 = 348 K
Kg/h 31,469 Q' então , 348
200 . 3,833 . 21,2027 Q' ==
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INSTRUMENTAÇÃO - VAZÃOCompensação da Temperatura e Pressão
Exemplo:
Qmax: 30 Kg/h P(pressão à montante): 2,0 Kgf/cm2
Pressão diferencial: 200 mmH2O Temperatura de operação: 30 ºC
Segundo método:
0489,1 348 . 3,033303 . 3,333
T . PT . P
a2a1
a1a2
1
2 ===
Kg/h 31,469 1,0489 .Kg/h 30 Q2 ==
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PROJETOS EM INSTRUMENTAÇÃO E AUTOMAÇÃO
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INSTRUMENTAÇÃO - VAZÃO
Exercício:•Qmax: 180 GPM •P(pressão à montante): 35 PSI • Pressão diferencial: 75"H2O
•Temperatura de operação: 28 ºC
Obs.: 1 atm = 14,7 PSI
Primeiro método:
a)Cálculo do K:
Pressão Absoluta: ____________ Temperatura Absoluta (K): ___________
K=.........................
b) Vazão corrigida para nova condição de operação:
Nova pressão à montante: 28 PSI
Nova temperatura de escoamento: 60 ºC
Pressão Absoluta: __________ Temperatura Absoluta: _______
Q´=__________
Compensação da Temperatura e Pressão
PROJETOS EM INSTRUMENTAÇÃO E AUTOMAÇÃO
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INSTRUMENTAÇÃO - VAZÃO
Exercício:•Qmax: 180 GPM •P(pressão à montante): 35 PSI • Pressão diferencial: 75"H2O
•Temperatura de operação: 28 ºC
Obs.: 1 atm = 14,7 PSI
Segundo método:a) Vazão corrigida para nova condição de operação:
•Nova pressão
à montante: 28 PSI
•Nova temperatura
de escoamento: 60 ºC
•Pressão Absoluta: __________
•Temperatura Absoluta: _______
Compensação da Temperatura e Pressão
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PROJETOS EM INSTRUMENTAÇÃO E AUTOMAÇÃO
Eng. Marcelo Saraiva Coelho
INSTRUMENTAÇÃO - VAZÃO
Caixa de Junção
Painel Rearranjo
I/O SDCD
SDCD Três entradas
analógicas
Programação
Três pares de cabos
T P DPTRANSMISSORES
DE PRESSÃO, TEMPERATURA E
VAZÃO
MEDIÇÃO DE VAZÃO POR PRESSÃO DIFERENCIAL COM COMPENSAÇÃO
PROJETOS EM INSTRUMENTAÇÃO E AUTOMAÇÃO
Eng. Marcelo Saraiva Coelho
INSTRUMENTAÇÃO - VAZÃO
Caixa de Junção
Painel de Rearranjo
I/O SDCD
Par Simples
SDCD 4-20 mA HART TriLoop
HART +4-20 mA
QM
DPPT
TRANSMISSOR DE VAZÃO
MULTIVARIÁVEL
MEDIÇÃO DE VAZÃO POR PRESSÃO DIFERENCIAL COM COMPENSAÇÃO
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PROJETOS EM INSTRUMENTAÇÃO E AUTOMAÇÃO
Eng. Marcelo Saraiva Coelho
INSTRUMENTAÇÃO - VAZÃO
Método Tradicional Tecnologia Multivariável
Melhor Performance
PROJETOS EM INSTRUMENTAÇÃO E AUTOMAÇÃO
Eng. Marcelo Saraiva Coelho
MEDIÇÃO DE VAZÃO TIPO ROTÂMETRO
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.
Basicamente um rotâmetro consiste de duas partes:
1) Um tubo de vidro de formato cônico que é colocado verticalmente
na tubulação, em que passará o fluido a ser medido e cuja extremidade
maior fica voltada para cima.
2) No interior do tubo cônico, um flutuador que se moverá
verticalmente, em função da vazão medida.
INSTRUMENTAÇÃO – VAZÃO - ROTÂMETRO
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PROJETOS EM INSTRUMENTAÇÃO E AUTOMAÇÃO
Eng. Marcelo Saraiva Coelho
INSTRUMENTAÇÃO – VAZÃO - ROTÂMETRO
Condição de Equilíbrio:
onde:W = Peso do flutuadorFa = Força de arraste do fluidoE = Empuxo exercido pelo fluido
W = Fa + E
W = VF . γF E = VF . γf Fa = Cd . γf . AF .
Substituindo os termos na expressão inicial e isolando a velocidade, temos:
( )Ff
fFF
A. γ. Cdγγ . V. 2g v −
=
PROJETOS EM INSTRUMENTAÇÃO E AUTOMAÇÃO
Eng. Marcelo Saraiva Coelho
Flutuadores
Esférico
• Pouca precisão e para baixas vazões • Sofre forte influência da viscosidade do fluido
Cilïndrico com Bordo Plano
• Para vazões médias e elevadas • Sofre influência média da viscosidade do fluido
Cilïndrico com Bordo Saliente de Face Inclinada para o Fluxo
• Para vazões médias e elevadas • Sofre pouca influência da viscosidade
Cilïndrico com Bordo Saliente de Face contra o Fluxo
• Para vazões médias e elevadas • Sofre mínima influência da viscosidade
INSTRUMENTAÇÃO – VAZÃO - ROTÂMETRO
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PROJETOS EM INSTRUMENTAÇÃO E AUTOMAÇÃO
Eng. Marcelo Saraiva Coelho
Características Gerais
FluidosGases, Líquidos e Vapor de viscosidade
média a baixa.
Vazão• Líquidos: 0,01 cm3/min à 15 m3/min• Gases: 0,3 cm3/min à 400 m3/min
Diâmetro da Linha¼ à 6” (6 à 150 mm)
Características Gerais
PrecisãoDepende do tamanho do rotâmetro e do tipo
de flutuador.Pode variar entre ± 0,5 à 10% da escala.
CustoRelativamente baixo
Pressão Máxima de Operação· 25 Kgf/cm2 (tubo de vidro)
· 50 Kgf/cm2 (tubos metálicos)
INSTRUMENTAÇÃO – VAZÃO - ROTÂMETRO
PROJETOS EM INSTRUMENTAÇÃO E AUTOMAÇÃO
Eng. Marcelo Saraiva Coelho
Temperatura Máxima de Operação• 200 ºC (tubo de vidro)
• 500 ºC (tubos metálicos)
Material do FlutuadorDeve ser compatível com as
características de corrosão e abrasão do fluido, sendo o Inox 316 e o PVC os
mais utilizados.
Material do Tubo• Borosilicato Temperado
(transparentes)• Inox ou Ferro fundido (blindados)
AcessóriosContatos Magnéticos
InstalaçãoVertical, sem necessidade de
trecho reto.
ConexõesFlange e Rosca
INSTRUMENTAÇÃO – VAZÃO - ROTÂMETRO
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PROJETOS EM INSTRUMENTAÇÃO E AUTOMAÇÃO
Eng. Marcelo Saraiva Coelho
Influência da ViscosidadeDependerá da forma do flutuador
e da área de passagem.
Principal VantagemIndicação local, direta e linear
Principal DesvantagemÉ a pior alternativa para transmissão e
controle.
Perda de Carga no RotâmetroÉ constante ao longo de todo o curso
do flutuador e depende do peso específico do fluido e das
características do flutuador (peso, volume e área maior).
Recalibração da EscalaÉ possível, conhecendo-se o peso
específico do flutuador, peso específico do fluido e temperatura de
escoamento.
INSTRUMENTAÇÃO – VAZÃO - ROTÂMETRO
PROJETOS EM INSTRUMENTAÇÃO E AUTOMAÇÃO
Eng. Marcelo Saraiva Coelho
MEDIÇÃO DE VAZÃO TIPO ROTÂMETRO
INSTRUMENTAÇÃO – VAZÃO - ROTÂMETRO
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PROJETOS EM INSTRUMENTAÇÃO E AUTOMAÇÃO
Eng. Marcelo Saraiva Coelho
INSTRUMENTAÇÃO - VAZÃOMEDIÇÃO DE VAZÃO TIPO DISCO DE NUTAÇÃO
Este tipo de medidor é utilizado principalmente para medidores de vazão de água, sendo utilizado
principalmente em resistências. O líquido entra no medidor através da conexão de entrada, passa por um
filtro indo ao topo da carcaça principal. O fluido então se
movimenta para baixo, através da câmara de medição, indo até a base do medidor e daí a conexão da saída
do medidor
Os rotores lobulares são os mais utilizados para medições de vazões de gases. Estes dispositivos possuem dois rotores com movimentos opostos com a posição relativamente fixa
internamente, a uma estrutura cilíndrica.
A câmara de medição é formada pela parede do cilindro e a superfície da metade do rotor. Estando o rotor na posição vertical em determinado volume de gás ficará retido no compartimento de medição. Como o rotor gira devido a
pequena diferença de pressão entre a entrada e saída, o volume medido do gás é descarregado na base do medidor.
Esta ação sucede-se 4 vezes em uma movimentação completa com os rotores em deslocamentos opostos e a uma
velocidade proporcional ao volume do gás deslocado.
MEDIÇÃO DE VAZÃO TIPO LÓBULOS
PROJETOS EM INSTRUMENTAÇÃO E AUTOMAÇÃO
Eng. Marcelo Saraiva Coelho
INSTRUMENTAÇÃO - VAZÃO
MEDIÇÃO DE VAZÃO POR TURBINA
A passagem do fluido moverá as aletasdo rotor girando-o. A medida que cada lâmina passa diante da bobina e do imã,
ocorre uma variação da relutância do circuito magnético e no fluxo magnético
total a que está submetida a bobina.Verifica-se então a indução de um ciclo de tensão alternada. A frequência dos
pulsos gerados desta maneira éproporcional á velocidade do fluido.
A vazão pode ser determinada então pela totalização dos pulsos gerados.
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PROJETOS EM INSTRUMENTAÇÃO E AUTOMAÇÃO
Eng. Marcelo Saraiva Coelho
INSTRUMENTAÇÃO – VAZÃO - TURBINA
MEDIÇÃO DE VAZÃO POR TURBINA
Fator “K”É o coeficiente de vazão de cada Turbina e relaciona o número de pulsos gerados por unidade de volume.
=
tempovolume Vazão
segpulso frequencia
volumepulso K
BobinaSensora
Corpo do medidor
Rotor
PROJETOS EM INSTRUMENTAÇÃO E AUTOMAÇÃO
Eng. Marcelo Saraiva Coelho
INSTRUMENTAÇÃO - VAZÃOMEDIÇÃO DE VAZÃO TIPO TURBINA
CARACTERÍSTICAS:
•Utilizado para fluidos limpos em geral
•Precisão de 0,1 à 3%
•Escala linear
•Excelente repetibilidade
•Pressão de operação máxima: 200 kgf/cm2
•Faixa de temperatura: - 200 à 250 ºC
•Range de vazão: 4 l/min à 150 m3/min
•Diâmetros de Tubulação: ¼” à 30” (760 mm)
•Trecho reto necessário: 10D (à montante) e 5D (àjusante)
•Acessório: Necessita de medidor (transmissor)
•Custo médio (considerando o conjunto e o diâmetro da linha)
•Pode ser utilizado em vazão bidirecional (altera “k”)
DESVANTAGENS:
•Desgaste das pás
•Travamento do rotor
•Inércia para baixas vazões
•Diâmetro “D” limitado
•Não é utilizado para baixo nº de Reynolds
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PROJETOS EM INSTRUMENTAÇÃO E AUTOMAÇÃO
Eng. Marcelo Saraiva Coelho
INSTRUMENTAÇÃO - VAZÃOMEDIÇÃO DE VAZÃO TIPO TURBINA
Influência da Viscosidade
Numa turbina ideal o valor de “K” seria uma constante
independente da viscosidade do fluido medido, porém, àmedida que a viscosidade
aumenta , o fator K passa a ser uma função da
viscosidade.
PROJETOS EM INSTRUMENTAÇÃO E AUTOMAÇÃO
Eng. Marcelo Saraiva Coelho
INSTRUMENTAÇÃO - VAZÃOMEDIÇÃO DE VAZÃO TIPO ELETROMAGNÉTICO.
d
v
Constante
B
E
E = dvB (1)
Q = πd2v/4 (2)
(1) em (2)
Q = πdE/4B
E = Q. 4B/ πd
E = Q . K
Principio de funcionamento
Princípio: Lei de Faraday
“Quando um condutor se move com velocidade perpendicular a um campo magnético é induzida uma
diferença de potencial”
E = B . L . v
onde: e = tensão gerada (volts)B = densidade de fluxo
magnético (wb/m2)L = distância dos eletrodos (m)v = velocidade (m/s)
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PROJETOS EM INSTRUMENTAÇÃO E AUTOMAÇÃO
Eng. Marcelo Saraiva Coelho
INSTRUMENTAÇÃO - VAZÃOMEDIÇÃO DE VAZÃO TIPO ELETROMAGNÉTICO.
PROJETOS EM INSTRUMENTAÇÃO E AUTOMAÇÃO
Eng. Marcelo Saraiva Coelho
INSTRUMENTAÇÃO - VAZÃOMEDIÇÃO DE VAZÃO TIPO
ELETROMAGNÉTICO.
O medidor de vazão eletromagnético utiliza um campo magnético com forma de onda quadrada em baixa freqüência,
e lê o sinal de vazão quando o fluxo magnético está completamente
saturado fazendo com que não ocorra influência no sinal devido a flutuações
de corrente.
Todos os detectores são ajustados de maneira que a relação da tensão
induzida (E) pela densidade de fluxo magnético (B) seja mantida em um
valor proporcional, somente àvelocidade média do fluxo,
independente do diâmetro, alimentação e freqüência.
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PROJETOS EM INSTRUMENTAÇÃO E AUTOMAÇÃO
Eng. Marcelo Saraiva Coelho
INSTRUMENTAÇÃO - VAZÃOMEDIÇÃO DE VAZÃO TIPO ELETROMAGNÉTICO
Características:•Tipo de Fluido: Líquidos com condutividade acima de 1mS/cm (água limpa, ácidos, polpa, lamas)
·Precisão: 0,5 à 1% ·D: 3 a 1200 mm
·Vazão Bidirecional (sempre com a linha cheia) ·Custo: Economicamente viável
·Manutenção: Limpeza e inspeção dos eletrodos ·Pressão Máxima: 350 bar
·Temperatura Máxima: 150 ºC (isolação das bobinas e revestimento)
·Acessórios/Material: Revestimento e Eletrodo (de acordo com o fluido)
·Instalação: - Trecho Reto: 5 à 10D à montante e 5D à jusante, - Aterramento do fluido em tubulações não metálicas
·Vantagens: - Não oferece perda de carga.
- Não sofre influencia da densidade e viscosidade.
- É a melhor opção para os fluidos citados.
·Desvantagens: - Não mede vazão de gases
- Não mede vazão de fluidos isolantes, lubrificantes e hidrocarbonetos,
PROJETOS EM INSTRUMENTAÇÃO E AUTOMAÇÃO
Eng. Marcelo Saraiva Coelho
Tubo Flangeado(conversor integral))
INSTRUMENTAÇÃO - VAZÃOMEDIÇÃO DE VAZÃO TIPO ELETROMAGNÉTICO
.
Observações:
1 - É de suma importância que a parede interna da tubulação não conduza eletricidade e que a parte do tubo ocupada pelo volume
definido pelas bobinas não provoque distorções no campo magnético.
2 - As medições por meio de instrumentos magnéticos são independentes de propriedades do fluido, tais como a densidade, a viscosidade, a pressão, a temperatura ou mesmo o teor de sólidos.
3 - Que o fluxo a ser medido seja condutor de eletricidade.
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PROJETOS EM INSTRUMENTAÇÃO E AUTOMAÇÃO
Eng. Marcelo Saraiva Coelho
INSTRUMENTAÇÃO - VAZÃOMEDIÇÃO DE VAZÃO TIPO ELETROMAGNÉTICO
ATERRAMENTO
PROJETOS EM INSTRUMENTAÇÃO E AUTOMAÇÃO
Eng. Marcelo Saraiva Coelho
INSTRUMENTAÇÃO - VAZÃOMEDIÇÃO DE VAZÃO TIPO VORTEX
O efeito vortex pode ser observado no vibrar de fios ou cordas ao vento, ou
ainda em uma bandeira que tremula. Osvortex gerados repetem-se num tempo
inversamente proporcional à vazão.
Nas aplicações industriais pode-se medir a vazão de gases, líquidos incorporando
ao obstáculo reto sensores que percebam as ondas dos vortex e gerem um sinal em freqüência proporcional à
vazão.
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PROJETOS EM INSTRUMENTAÇÃO E AUTOMAÇÃO
Eng. Marcelo Saraiva Coelho
INSTRUMENTAÇÃO - VAZÃOMEDIÇÃO DE VAZÃO TIPO VORTEX
PROJETOS EM INSTRUMENTAÇÃO E AUTOMAÇÃO
Eng. Marcelo Saraiva Coelho
INSTRUMENTAÇÃO - VAZÃOMEDIÇÃO DE VAZÃO TIPO VORTEX Método de detecção dos vórtices
As duas maiores questões referentes ao desenvolvimento prático de um medidor de vórtices
são:
a) Criação de um obstáculo gerador de vórtices (vortex shedder) que possa gerar vórtices regulares e de parâmetros totalmente estabilizados determinando a precisão do medidor.
b) Projeto de um sensor e respectivo sistema eletrônico para detectar e medir a freqüência dos vórtices determinando os limites para as condições de operação do medidor.
Um shedder com formato trapezoidal foi o que obteve um desempenho considerado ótimo. O corte trapezoidal proporciona excelente linearidade na freqüência de geração dos vórtices, além de extrema estabilidade dos parâmetros envolvidos.
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PROJETOS EM INSTRUMENTAÇÃO E AUTOMAÇÃO
Eng. Marcelo Saraiva Coelho
INSTRUMENTAÇÃO - VAZÃO
MEDIÇÃO DE VAZÃO TIPO VORTEXCaracterísticas:
•Tipo de Fluido: Líquidos e gases não incrustantes e não erosivos, vapor limpo.
•Precisão: 1%
•D: 12 a 300 mm
•Vazão Unidirecional (*)
•Custo: Equivalente ao conjunto Placa de Orificio e transmissor
•Perda de Carga: Inferior à Placa de Orifício (mesma vazão)
•Limites de Rd: 10.000 à 7.000.000
•Instalação:
- De tal forma que evite bolhas.
- O fluido deve preencher totalmente a linha.
-Trecho reto curto (4D e 2D) para tubos polidos.
•Vantagens:- Baixa perda de carga.
- Configuração manutenção simples
-Não sofre influencia da densidade e viscosidade em larga faixa
•Desvantagens:- Sofre influência de vórtices provocados
por vibração da linha.
- Sofre influência de vórtices provocados por imperfeições da linha.
PROJETOS EM INSTRUMENTAÇÃO E AUTOMAÇÃO
Eng. Marcelo Saraiva Coelho
INSTRUMENTAÇÃO - VAZÃOMEDIÇÃO DE VAZÃO TIPO VORTEX
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PROJETOS EM INSTRUMENTAÇÃO E AUTOMAÇÃO
Eng. Marcelo Saraiva Coelho
INSTRUMENTAÇÃO - VAZÃOMEDIÇÃO DE VAZÃO POR EFEITO CORIOLIS.
Este medidor de vazão utiliza um fenômeno físico que envolve a inércia e a aceleração centrípeta.
A vazão de uma tubulação é dividida em duas por dois tubos paralelos que possuem forma de “U” , e ao fim destes tubos a vazão volta a ser conduzida por um
único tubo.
Próximo da parte inferior de cada “U“ existemeletroimãs que fazem os dois tubos oscilarem em suas
frequências naturais de vibração e cuja a amplitude não ultrapassa alguns milímetros. Com o passar de fluido pelos tubos, em função desta oscilação, surge uma torção nos
tubos cuja defasagem permite a medição da vazão mássica. Esta defasagem é medida por sensores
magnéticos instalados nas partes retas dos tubos em “U”.
PROJETOS EM INSTRUMENTAÇÃO E AUTOMAÇÃO
Eng. Marcelo Saraiva Coelho
INSTRUMENTAÇÃO - VAZÃOMEDIÇÃO DE VAZÃO POR EFEITO CORIOLIS.
Efeito Corilolis (Gaspard Coriolis)
Uma massa deslocando-se a uma velocidade em relação a um sistema rotacional ésubmetida a uma força conhecida como força de Corilolis.
Fc = 2M . [w x v ]
Onde:
Fc = Força de Coriolis
M = Massa
w = Velocidade angular (rotação)
v = Velocidade
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PROJETOS EM INSTRUMENTAÇÃO E AUTOMAÇÃO
Eng. Marcelo Saraiva Coelho
INSTRUMENTAÇÃO - VAZÃO
MEDIÇÃO POR CORIOLIS COM VAZÃO NO TUBO
MEDIÇÃO POR CORIOLIS SEM VAZÃO NO TUBO
MEDIÇÃO DE VAZÃO POR EFEITO CORIOLIS.
PROJETOS EM INSTRUMENTAÇÃO E AUTOMAÇÃO
Eng. Marcelo Saraiva Coelho
INSTRUMENTAÇÃO - VAZÃO
MEDIÇÃO POR CORIOLISSINAL GERADO PELOS SENSORES SEM FLUXO
NOS TUBOS
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PROJETOS EM INSTRUMENTAÇÃO E AUTOMAÇÃO
Eng. Marcelo Saraiva Coelho
INSTRUMENTAÇÃO - VAZÃO
MEDIÇÃO POR CORIOLISSINAL GERADO PELOS SENSORES
SEM FLUXO NOS TUBOS
PROJETOS EM INSTRUMENTAÇÃO E AUTOMAÇÃO
Eng. Marcelo Saraiva Coelho
INSTRUMENTAÇÃO - VAZÃO
MEDIÇÃO POR CORIOLISSINAL GERADO PELOS SENSORES COM FLUXO NO TUBO
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Eng. Marcelo Saraiva Coelho
INSTRUMENTAÇÃO - VAZÃOMEDIÇÃO DE VAZÃO POR EFEITO CORIOLIS.
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INSTRUMENTAÇÃO - VAZÃOMEDIÇÃO DE VAZÃO POR ULTRASSOM
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Eng. Marcelo Saraiva Coelho
INSTRUMENTAÇÃO - VAZÃOMEDIÇÃO DE VAZÃO POR ULTRASSOM
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INSTRUMENTAÇÃO - VAZÃOMEDIÇÃO DE VAZÃO POR ULTRASSOM