Medidor de Vazao
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JUSTIFICATIVA
Hidrômetros
Inserido nos pontos de consumo da rede
Medir o volume de água consumido
Residências
Site Lab
Medição da vazão na entrada e bombeamento (saída)
Verificação das condições de funcionamento do motor-bomba, vazamentos e “roubos” de água
Construção de novos loteamentos
Estações Elevatórias
Marcador de uma bomba de combustível
Controle do recebimentode gás (GLP)
Postos de Combustível
Processos Industriais
OBJETIVOS
Medição de vazão através de:
Venturi
DiafragmaRotâmetro
O termo vazão vem sendo usado desde 1502 (Leonardo Da Vinci)
Desenvolvimento de dispositivos práticos
IndústriaTrabalho de pesquisadores (Bernoulli, Pitot)
Medidores de vazão
Determina a quantidade de fluxo (em termos de massa ou volume), que passa por uma determinada seção de escoamento por unidade de tempo
Tipo mássico: Tipo volumétrico:
Medidor de área variável mais conhecido
Tubo cônico vertical transparente + flutuador
A medida da posição y é lida diretamente na escala graduada
Vazão se dá de baixo para cima
Duas forças agem sobre o flutuador : peso e empuxo
As forças verticais para cima são maiores que o peso e fazem com que o flutuador se movimente
O flutuador se movimenta até encontrar a posição de equilíbrio
Peso Empuxo=
Equilíbrio:
Características:
A perda de carga no rotâmetro é constante;
Exemplo de aplicação:
Mede vazão de forma instantânea de líquidos ou gases;
Medição precisa para pequenas vazões; As perdas de pressão são mínimas; Fácil de calibrar; Boa exatidão e precisão; Baixo custo.
Vantagens:
Instalação vertical; Custo elevado para grandes fluxos; Necessidade de calibrar o aparelho para o fluido a
ser usado; Limita-se a fluidos não corrosivos; Bolhas de ar no interior do tubo podem causar
erros de leitura.
Desvantagens:
Idealizado em 1971;
• Usado como medidor em 1886;
Velocidade de escoamento e vazão;
• Medição feita através da variação da Pressão.
Princípio de Bernoulli Princípio da Conservação de massa
Seção
Velocidade
Nós
“Pescoço” de Venturi
Pressão de Vapor do Fluido
Pressão na Seção do Tubo
Risco Potencial de danificar o tubo.
É um dispositivo de medição de vazão em um conduto forçado.O diafragma consiste num disco com um orifício concêntrico aoconduto cilíndrico, com duas tomadas de pressão.
Orifício com diâmetro compreendido entre 30% e 80% emrelação a seu diâmetro, sendo que valores inferiores a 30%correspondem a perdas excessivas e superiores a 80% nãopossuem boa precisão.
Venturi estreitamento gradual
Diafragma estreitamento brusco
O estreitamento da seção provoca uma
diferença de pressão entre as
seções de montante e jusante
Mede-se a diferença de pressão através de um manômetro
diferencial
Aplicando Bernoulli entre as mesmas encontra-se uma expressão para a vazão que
passa pelo conduto.
Vantagens: Simplicidade;
custo relativamente baixo;
ausência de partes móveis;
pouca manutenção;
aplicação para muitos tipos de fluido.
Desvantagens : provoca considerável perda de carga no fluxo;
a faixa de medição é restrita.
MATERIAIS
Mesa de medição de vazão composta pelo piezômetro e os medidores Venturi, Diafragma e Rotâmetro.
Balde
Cronômetro
Gráfico de aferição do Rotâmetro.
Métodos
Abre-se o registro para que o fluxo de água comece a escoar passando pelos medidores de vazão;
A primeira leitura é feita no flutuador (ou bóia) do rotâmetro;
Com o valor encontrado, achamos a vazão através do gráfico de aferição;
Em seguida, se faz a leitura nos piezômetros correspondente ao venturi e o diafragma;
Faz-se a medição de vazão volumétrica : Nointervalo de tempo de 15 segundos, coloca-se amangueira com a saída de água no balde. Com aleitura da altura de água no balde, calcula-se seuvolume. Divide o valor do volume pelo tempo de 15segundos e obtemos a vazão real.
Para o rotâmetro
0,27 kg/s
12,7 cm
0,27 L/s
Para venturi e diafragma:
I. Aplica-se Bernoulli entre 1 e 2, desprezando-se a perda de carga:
(1)g
Vp
g
Vpz
2z =
2
2
222
2
111
Venturi Diafragma
II – Para escoamento permanente e incompressível:
(2)
III- Elevando a equação (2) ao quadrado e dividindo por 2g encontra-se:
(3)
IV - Substituindo (3) em (1):
(4)
2211 VAVAQ
V
g
V
g
A
A
1
2
2
2
2
1
2
2 2
2
1
2
212
1
/2
A
A
hppgV
V- Multiplicando a equação (4) pela área A2 tem-se:
(5)
2
1
2
212
1
/2
A
A
hppgAQ
A equação (5) é uma equação aproximada, porque na sua dedução desprezou-se a perda de carga.
2
1
2
212
1
/2
A
A
ppgCAQ
Onde C é um coeficiente de correção.
Volume do Balde
Volume (ml) = 772 ml + 165,4 y
Vazão Real
Substituindo os valores na equação da vazão:
• Venturi
• Diafragma
Q= 0,276 l/s
Q= 0,257 l/s
Comparando os Valores obtidos:
Venturi –
0,276 l/s
Diafragma –
0,257 l/s
Rotâmetro-
0,270 l/s
Balde –0,278 l/s
Fontes de erros:
Leitura OperaçãoDesprezar as Perdas de Cargas