cap5 - Medição de Vazão

18/05/2010

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INSTRUMENTAÇÃOMedição de Vazão ‐

Universidade Federal de ItajubáEngenharia Elétrica

Medição de Vazão ‐Fluxo

Prof. Roger J. Camposhttp://www.cpdee.ufmg.br/~roger

Medição de Vazão

→ Determinação da quantidade de substância que passa porum determinado local na unidade de tempo;

→ A vazão instantânea é dada por

Tipos de medidores de Vazão

→ Existem dois tipos:

o Medidores de quantidade,

o Medidores volumétricos.

Medidores de Vazão de Quantidade

→ A qualquer instante permitem saber que quantidade defluxo passou,

→mas não permite saber a vazão que está passando.


→ Exemplos:

Figura 01 – Medidores de vazão de quantidade.

→Medidores de vazão de quantidade por pesagem:

o São utilizados para medição de sólidos.


Figura 02 – Medidores de vazão de quantidade por pesagem.

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→Medidores de vazão de quantidade volumétrica:

o São aqueles que o fluído passando em quantidadessucessivas pelo mecanismo de medição, faz com que o


mesmo acione o mecanismo de indicação.

o Estes medidores são utilizados para serem os elementosprimários das bombas de gasolina e dos hidrômetros.


Figura 02 – Medidores de vazão de quantidade por pesagem.

→ Exprimem a vazão por unidade de tempo.

→ Podem ser:o Medidor de vazão por pressão diferencialo Placa de orifício

Medidores de Vazão Volumétricos

o Placa de orifícioo Tubo de Venturio Bocal de Vazãoo Tubo de Pitoto Rotâmetroo Calha Parshallo Eletromagnéticoo Turbinao Efeito Coriolis

→ A pressão diferencial é produzida por um elemento primáriocolocado na tubulação de forma que o fluído passe atravésdele;→ haverá um aumento da velocidade do fluido, e

Medidores de Vazão VolumétricosPor Pressão Diferencial

→ uma queda de pressão, produzindo assim a pressãodiferencial, que varia com a quantidade que escoa pelo tubo.


→ O elemento primário que produz a depressão e gera adiferença de pressão, pode ser um dos seguintes instrumento:

a) Placa de Orifício

b) Tubo de Venturi

c) Bocal de Vazão

d) Tubo de Pitot

e) Rotâmetro



→ Consiste em uma placa precisamente perfurada;

→ a qual é instalada perpendicularmente ao eixo datubulação;

→ Dispositivo mais simples e mais comum.

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Figura 03 – Tipos de placas de orifício.



→ Orifício Concêntrico: utilizado para líquidos, gases que nãocontenham sólidos em suspensão.p

→ Orifício Excêntrico: utilizado quando se tem sólidos emsuspensão

→ Orifício Segmental: tem uma abertura para passagem defluido disposta em forma de segmento de círculo. Para fluidoscom alta percentagem de sólidos em suspensão.


Figura 04 – Placa de orifício instalada em uma planta.


Figura 05 – Perfil de pressão através de uma placa de orifício.



→ Vantagens: → Vantagens:

o instalação fácilo econômicao construção simpleso manutenção e trocasimples

o alta perda de cargao baixa rangeabilidade


b) Tubo de Venturi

→ possui uma curta garganta estreitada entre duas seçõescônicas e está usualmente instalado entre dois flanges em umgtubulação;

→ Acelera o fluido e temporariamente baixa sua pressãoestática.

→ A recuperação de pressão é bastante eficiente;

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b) Tubo de Venturi

→ uso recomendado quando se deseja um maiorrestabelecimento de pressão;p ;

→ e quando o fluido medido carrega sólidos em suspensão;

→ o Venturi produz um diferencial menor que a placa deorifício para uma mesma vazão e diâmetro igual à suagarganta.


Figura 06 – Tubo de Venturi.


Figura 07 – Perfil de pressão através de um tubo de Venturi.


c) Bocal de Vazão

→ é indicado em serviços onde o fluído é abrasivo e corrosivo.

→ tem características semelhantes à placa de orifício e tubo deVenturi.


Figura 08 – Bocal de Vazão.


d) Tubo de Pitot

→medi a vazão através da velocidade detectada em um pontoda tubulação;ç ;

→ tem uma abertura na sua extremidade, sendo esta colocadana direção da corrente fluida de um duto;

→ a diferença da pressão total e a estática da linha resulta napressão dinâmica

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d) Tubo de Pitot

→ a diferença da pressão total e a estática da linha resulta napressão dinâmica.p

→ a pressão dinâmica é proporcional ao quadrado davelocidade:


Figura 09 – Tubo de Pitot.


Figura 10 – Tubo de Pitot geralmente colocado sob as asas de um avião.


Figura 11 – Funcionamento do Tubo de Pitot em um avião.


e) Rotâmetro

→ são medidores de vazão por área variável, nos quais umflutuador varia sua posição dentro de um tubo cônico.p ç

→ A variação do flutuador é proporcional à vazão do fluido.

→ O tubo cônico de vidro é colocado verticalmente natubulação.


e) Rotâmetro

→ o fluido passa através do tudo, da base para o topo;

→ quando o fluido atinge o flutuador o empuxo o torna mais→ quando o fluido atinge o flutuador, o empuxo o torna maisleve;

→ a área de passagem oferece resistência à vazão e a quedade pressão do fluido aumenta;

→ quando a pressão diferencial somada ao empuxo, excede apressão devido ao peso do flutuador, então o flutuador flutua.

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Figura 12 – Rotâmetro.


Figura 13 – Rotâmetro.

M did d V ã C i Ab tMedidores de Vazão em Canais Abertos

a) Vertedor

b) Calha Parshall

Medidores de Vazão Volumétricosem Canais abertos

a) Vertedor

→Mede a altura estática do fluxo em reservatório que verte ofluído de uma abertura de forma variável.



Figura 14 – Vertedor.

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b) Calha de Parshall

→ É um tipo de Venturi aberto que mede a altura estática dofluxo;


→ sua vantagem em relação ao vertedor se dá devida menorperda de carga;

→ e serve para medir fluídos com sólidos em suspensão.


Figura 15 – Calha Parshall.

M did E i iMedidores Especiais

→ O funcionamento baseia‐se no fenômeno da induçãoeletromagnética;

→ “um condutor elétrico movendo se com a velocidade v

Medidores Eletromagnético de Vazão

→ “um condutor elétrico movendo‐se com a velocidade v,perpendilarmente a um campo magnético de indução B,produz uma f.e.m.”;

→ O condutor em movimento é o próprio líquido que circulanum tubo de medida não magnético;

→ há dois eletrodos implantados no tubo de medida quefazem contato com o líquido


fazem contato com o líquido;

→ perpendicularmente à linha dos eletrodos, é aplicado umcampo magnético produzido por duas bobinas exteriores;

→ A f.e.m. induzida é proporcional à vazão do líquido;

→ Como não existe nenhum contato com fluido este tipo de


→ Como não existe nenhum contato com fluido, este tipo demedidor oferece perda de carga equivalente a de um trechoreto de tubulação.

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→ Algumas vantagens:

o sem componentes móveis;

passagem completamente desobstruída


o passagem completamente desobstruída;

o quimicamente compatível com virtualmente todos oslíquidos;

o não é afetado pela viscosidade, pressão, temperatura, oudensidade;

→ Algumas desvantagens:

o líquido deve ser eletricamente condutor;

não adequado para gás


o não adequado para gás;

o exige energia auxiliar;

o difícil adaptação para áreas perigosas.


Figura 16 – Medidor eletromagnéticos de vazão.


Figura 17 – Medidor eletromagnéticos de vazão.

→ Constituído por um rotor montado paralelamente natubulação;

→ o rotor é provido de palhetas que o fazem girar quandopassa um fluido na tubulação

Medidores de Vazão tipo Turbina

passa um fluido na tubulação;

→ a velocidade angular do rotor é proporcional à velocidadedo fluido;

→ que por sua vez, é proporcional à vazão do volume.

→ Uma bobina sensora na parte externa detecta o movimentodas palhetas do rotor.

→ A bobina tem um imã formando um campo magnético;


→ como as palhetas são feitas de material ferroso,

→ à medida que cada palheta passa em frente à bobina corta ocampo magnético e produz um impulso.

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→ Algumas vantagens:

o alta precisão;o versátil e adequado para funcionamento sob condiçõesseverasseveras;o saída digital linear;oResposta rápidao dimensão e pesos reduzidos.


→ Algumas desvantagens:

o inadequada a viscosidade elevada;o pode ser danificado por velocidade excessiva;relativamente dispendiosoo relativamente dispendioso;

o componente móvel sujeito a desgaste;o exige indicador separado.


Figura 18 – Medidor de vazão tipo turbina.

→ um tubo em U é excitado externamente de modo a vibrar;

→ a passagem do fluido pelo tubo vibrante produz esforçosalternados, provocando torção;

Medidores de Vazão por efeito Coriolis

→ a amplitude da torção é proporcional à vazão e é registradaeletronicamente.


Figura 19 – Medidor de vazão por efeito Coriolis.


Figura 20 – Medidor de vazão por efeito Coriolis.

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