Medidores de Vazao
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MEDIDORES DE VAZÃO
MATERIAL PRODUZIDO PELA ACADÊMICA CURSO SUPERIOR DETECNOLOGIA EM ALIMENTOS - ISABEL HAAS
UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA-UFSM
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DEFINIÇÃO
Vazão Volumétrica- É a quantidade de volume queescoa através de uma certa seção em um intervalo detempo.
Unidades- m³/s,m³/h,l/h,l/min
Vazão Mássica- É a quantidade em massa de umfluído que atravessa a seção de uma tubulação porunidade de tempo.
Unidades- Kg/s,Kg/h,T/h
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CRITÉRIOS PARA A ESCOLHA DE MEDIDORES DE VAZÃO
Vazão OperacionalCaracterísticas do FluidoCaracterísticas de InstalaçãoCaracterísticas de OperaçãoExatidãoFacilidades de ComunicaçãoCustoFacilidade de Instalação e ManutençãoConfiabilidade
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PARTICULARIDADES DOS INSTRUMENTOS
Todo medidor de vazão possui vantagens edesvantagens, portanto para cada aplicaçãohá um medidor mais adequado que outro.
O tipo de medidor que será usado irádepender do fluido,do seu estado físico(líquido ou gás),características deprecisão,confiabilidade desejada,etc.
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MEDIDORES DE VAZÃO
FONTE:http://sites.poli.usp.br/d/pme2332/Arquivos/Experiencia%20Medidores%20de%20Vazao.pdf5
MEDIDORES DE VAZÃO
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CALHA PARSHALL E ULTRA-SÔNICO ELETROMAGNÉTICO
ADCP ROTÂMETRO
MEDIDORES INDIRETOS
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TUBO PITOTVantagem
Fácil manuseio
Baixo custo
Podem ser fixos ou móveis
Rápida instalação
Não há a necessidade de mão-de-obra especializada
Baixo custo operacional
Boa precisão ±1,5% e a facilidade de implementação, levam a umarelação de baixo custo e alto benefício.
Desvantagem
Entupimentos e obstruções dos elementos de medição
OBS- Diâmetro de aplicação- acima de 200mm8
TUBO PITOT
É um dispositivo para medição de vazão através da velocidade detectada em umponto da tubulação.
O tubo de Pitot é um tubo com uma abertura em sua extremidade, sendo estacolocada na direção da corrente fluida de um duto.
A diferença da pressão total e a pressão estática da linha nos dará a pressãodinâmica, a qual é proporcional ao quadrado da velocidade.
FONTE:http://143.54.70.55/medterm/vazao_mt.pdf
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TUBO PITOT
Modelo-Medidor de fluxo do tubo PitotPreço- R$ 540-900
http://www.flowtechinstruments.com 10
TUBO VENTURIVANTAGENS
Tratamento de água (tubulações de grande diâmetro)
Vazão de fluidos com sólidos em suspensão
Podem ser usados para medir qualquer fluido
Boa precisão
Resistência à abrasão e ao acúmulo de poeira ou sedimentos
DESVANTAGENS
Custo elevado.
Manutenção e instalação incômoda.
Pequena perda de pressão
OBS- Diâmetro de aplicação- 100 a 800 mm
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TUBO VENTURI
Obs- É medido a pressão e velocidade do fluido.
Seu uso é recomendado quando se deseja um maiorrestabelecimento de pressão e quando o fluido medido carrega sólidos emsuspensão.
FONTE:http://143.54.70.55/medterm/vazao_mt.pdf
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TUBO VENTURI
FONTE:
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http://www.digitrol.com.br/noticias/imagens/venturi.pdf
PLACA DE ORIFÍCIO VANTAGENS Instalação fácil Econômica Construção simples Manutenção e troca simples Relativamente baratos Resistentes (não tem peças móveis) Não requerem calibração freqüente Tem resposta rápida em escoamentos
pulsantes ou intermitente Leitura direta de vazão
DESVANTAGENS Exatidão pobre (da ordem de 2%) Provocam perda de carga Sensíveis ao perfil do escoamento Depende da qualidade da medida de pressão Perda de exatidão com o tempo (incrustações)OBS- Diâmetro de aplicação- 50 a 760 mm
FONTE:http://143.54.70.55/medterm/vazao_mt.pdf
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TIPOS DE ORIFÍCIO
ORIFÍCIO CONCÊNTRICO- Este tipo de placa éutilizado para líquidos, gases e vapor que nãocontenham sólidos em suspensão.
ORIFÍCIO EXCÊNTRICO- Utilizada quandotivermos fluído com sólidos em suspensão, osquais possam ser retidos e acumulados na baseda placa, sendo o orifício posicionado na parte debaixo do tubo.
ORIFÍCIO SEGMENTAL- Esta placa tem a aberturapara passagem de fluido, disposta em forma desegmento de círculo. É destinada para uso emfluídos laminados e com alta porcentagem desólidos em suspensão.
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PLACA DE ORIFÍCIO
Fonte:http://www.flowtechinstruments.com
Modelo- Orifício flange assemblyPreço- R$ 540-900
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ROTÂMETROVANTAGEM
A vazão para líquidos: 0,01 cm3/min à 15 m3/min e Gases: 0,3 cm3/min à400 m3/min
Precisão depende do tamanho do rotâmetro e do tipo de flutuador,podevariar entre ± 0,5 à 10%
Custo é relativamente baixo
Possui resistência a corrosão e abrasão do fluido
DESVANTAGEM
Em fluído opaco,o flutuador não se torna visível.
Não podem ser usados em líquidos com grande percentuais de sólidos emsuspensão
Custo alto para fluidos com alta temperatura
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ROTÂMETRO Um flutuador varia sua posição dentro de um tubo cônico,
proporcionalmente à vazão do fluido. Basicamente um rotâmetro consistede duas partes:
1) Um tubo de vidro de formato cônico que é colocado verticalmente natubulação, em que passará o fluido a ser medido e cuja extremidademaior fica voltada para cima.
2) No interior do tubo cônico, um flutuador que se moverá verticalmente,em função da vazão medida.
FONTE:http://www.mspc.eng.br/fldetc/fluid_0310.shtml18
OBS- A posição do flutuador indica a taxa de fluxo.
ROTÂMETROEsférico• 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
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ROTÂMETRO
Rotâmetro modelo 250
Rotâmetro modelo 400
Rotâmetro modelo 420
Rotâmetro modelo 440
FONTE:http://www.ecr-sc.com.br
Preço: R$ 200 à R$ 8.000 dependendo do rotâmetro
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MEDIDORES DIRETOS
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TURBINAVANTAGENS Um dos medidores mais versáteis e de larga faixa de operação Normalmente utilizado em medições de grandes vazões Vazão: 4 l/min à 150 m3/min Precisão de 0,1 à 3% Custo médio
DESVANTAGENS Utilizado para fluido limpo Sofre influência da temperatura devido à
variação da viscosidade Exige calibrações sistemáticas Desgaste das pás Travamento do rotor Inércia para baixas vazões
OBS- Diâmetro de aplicação- 25 a 500mm
FONTE:http://www.mspc.eng.br/fldetc/fluid_0310.shtml
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TURBINA Cada vez que a lâmina da turbina passa pelo circuito magnético
produz um pulso.
A freqüência do pulso é proporcional a velocidade de escoamento
do fluido.
Vazão pode ser determinada pela totalização de pulsos.
FONTE:http://www.mspc.eng.br/fldetc/fluid_0310.shtml
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TURBINAModelo- Medidor de fluxo líquido tipo turbina
Preço- R$ 573-10.000
FONTE:http://www.flowtechinstruments.com
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PISTÃO FLUTUANTE
Vazão máxima- 7 m3/hPreço- R$ 750,00
Indicado para medir a vazão de fluídos com alta viscosidadecomo o óleo de milho, açúcar invertido, gordura animal, óleoBPF, aditivos com alto grau de sedimentação, etc.
FONTE:www.ciasey.com.br
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MEDIDORES ESPECIAIS
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CALHAS PARSHALL
VANTAGENS Medição é bastante confiável Baixo custo Oferece bons índices de precisão de +/- 2 a 4% Não necessitam de fornecimento externo de energia Não necessitam de manutenção freqüente, limitando-se a limpeza
do canal e da calha Permitem a medição de líquidos com sólidos dissolvidos e em
suspensão Não apresentando variações ao longo no tempo
DESVANTAGENS Se aplicam a vazões pequenas, até no máximo da ordem de 5m³/s
ou até menores
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CALHAS PARSHALL
O medidor tipo calha de Parshall mede a altura estática do fluxo.Apresenta menor perda de carga e serve para medir fluídos comsólidos em suspensão.
FONTE:http://www.mspc.eng.br/fldetc/fluid_0310.shtml
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CALHAS PARSHALL
Modelo: Calha Parshall 3”
Valor: R$ 890,00
Vazão máxima-193,68 m3/h
Vazão miníma-3,06 m3/h
FONTE:www.ciasey.com.br
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VORTEXVANTAGENS
Baixo custo de instalação;
Boa exatidão;
Boa repetitividade a longo tempo;
Ampla faixa de vazão em geral;
Manutenção mínima, pelo fato de não possuir partes móveis;
Instalação relativamente simples;
DESVANTAGENS
Não adequado para fluidos com sujeira ou abrasivos;
Não adequado para líquidos viscosos;
Faixa de tamanho limitada (50 a 150 mm de diâmetro);
Perda de carga relativamente alta (comparável à de um tubo Venturi);
OBS- Diâmetro de aplicação- 25 a 300mm30
VORTEX
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Quando um anteparo de geometria definida é colocado de formaa obstruir parcialmente uma tubulação em que escoa um fluido,ocorre a formação de vórtices
FONTE:http://www.mspc.eng.br/fldetc/fluid_0310.shtml
VORTEX Modelo- Modelo Optiswirl 4070
Preço- R$1.500 à R$ 40.000
FONTE:http://www.ecr-sc.com.br
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ULTRA-SÔNICOVANTAGENS Fácil montagem Custo praticamente independe do diâmetro da tubulação Não necessita parar o escoamento na montagem
DESVANTAGENS Necessidade de mão-de-obra especializada para a instalação e
operação do sistema de medição Custo elevado Medidor altamente suscetível ao perfil de velocidades Exige calibrações sistemáticas
OBS- Diâmetro de aplicação- mínimo 12 mm
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ULTRA-SÔNICO
Modelo-Sensor Ultra-Sônico com Indicador de Nível
Vazão máxima- 3,125 m3/h ¾
Preço– R$ 490,00
FONTE:www.ciasey.com.br34
Um emissor de ultra-som é fixado de cada lado do tubo,transmitindo e recebendo ondas ultra-sônicas de pequenaduração.
CORIOLISVANTAGEM
Não há necessidade de re-calibração periódica pois não existem partesmóveis que possam se gastar ou quebrar.
Não é necessário rotina de manutenção dos equipamentos, já que não hápartes que possam ser gastas ou quebrarem
Usado para medir fluidos de alta ou baixa viscosidade, semcondicionamento de vazão ou necessidade de trechos retos
Medições não afetadas por mudanças na densidade, viscosidade,temperatura ou composição do fluido.
DESVANTAGEM
Faixa limitada de tamanho de tubulação (Máx 150 mm.)
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CORIOLIS
FONTE:http://www.mspc.eng.br/fldetc/fluid_0310.shtml
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1º Quando um fluído qualquer é introduzido no tubo em vibração, o
Coriolis capta por meio de sensores magnéticos que geram uma
tensão em formato de ondas
2º As forças geradas pelos tubos criam uma certa oposição à
passagem do fluido na sua região de entrada (região da bobina1) , e
em oposição auxiliam o fluído na região de saída dos tubos
CORIOLIS
Modelo: Coriolis medidor de fluxo maciço (exatidão elevada)
Preço: R$ 3.600-9.000
FONTE- http://www.flowtechinstruments.com
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ELETROMAGNÉTICO
VANTAGEM Medidor de tecnologia bem desenvolvida e confiável Sem partes móveis Diâmetros entre 1/10” até 80” Repetitividade ±0,1% da leitura até ±2,0% do FS Bom tempo de resposta > 0,2 segundos
DESVANTAGEM Interferência de ruídos de fontes eletromagnéticas e da rede elétrica
(necessita aterramento) Medidor altamente suscetível ao perfil de velocidades Exige calibrações sistemáticas
OBS- Diâmetro de aplicação- 25 a 3000 mm
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O condutor móvel é o próprio fluido.
O fluido medido precisa ser líquido e ligeiramente condutor de eletricidade.
ELETROMAGNÉTICO
FONTE:http://www.mspc.eng.br/fldetc/fluid_0310.shtml
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ELETROMAGNÉTICO
Modelo-Medidor Eletromagnetico em PVC com conversor integrado de 2”
Preço - R$ 2.890,00
Vazão Máxima-70,6 m3/h
Vazão Miníma-2,14 m3/h
FONTE:www.ciasey.com.br 40
MEDIDORES DE VAZÃO UTILIZADOS EM RIOS
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MOLINETE
Vantagens
Se adapta de acordo com a velocidade da água
Desvantagens
Difícil inserção na tubulação
Calibração dos molinetes
Custo alto em relação à precisão (±5%)
Complexidade das montagens necessárias, a facilidade de instalação é baixa
Apresenta uma relação pouco satisfatória de custo benefício
Um inconveniente da medição permanente é a possibilidade de galhos, folhasou sujeira de um modo geral, agarrarem-se nos molinetes, sendo necessária ainspeção de limpeza periódica
Fluxo deve ser constante
OBS- Diâmetro de aplicação- 1,2m
FONTE:http://www.google.com.br/imgres?q=MOLINETE+VAZ%C3%83O&um
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MOLINETE
São equipamentos que contém uma hélice que gira quando é colocada nosentido do fluxo da água . O princípio mais utilizado é que a rotação da héliceem torno do eixo abre e fecha um circuito elétrico contando o número devoltas durante um intervalo de tempo fixo, obtendo se assim uma relaçãoentre a velocidade do fluxo e a rotação da hélice.
Figura– Partes do molinete (corpo, hélice) e o passo da hélice.Fonte: Itaipu Binacional
Funcionamento do equipamento
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MOLINETEO método para determinação da vazão consiste nos seguintes passos :
1. Divisão da seção do rio em um certo número de posições paralevantamento do perfil de velocidades;2. Levantamento do perfil de velocidades;3. Cálculo da velocidade média de cada perfil;4. Determinação da vazão pelo somatório do produto de cada velocidademédia por sua área de influência;
Fonte: Itaipu Binacional44
VERTEDORES
Vantagem Permitem a transformação direta do nível da água em vazão. Grande segurança na operação; Estruturalmente seguro para um grande intervalo de descargas; Estruturas de saída que não alterem as condições da barragem; Risco à jusante avaliado corretamente; Segurança e precisão nas estimativas de vazões.
Desvantagem Custo adicional Manutenção
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VERTEDOR
Exemplo de vertedor em chapa metálica, usado eminstalações para tratamento de água. A forma triangular éapropriada para medir vazões pequenas com precisão.
Fonte: www.jinox.com.br/vertedouros9.asp
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MÉTODO ACÚSTICO
Vantagem
Fornece mais quantidade e qualidade dos dados
Simples medição
É mais prático,rápido e seguro que o molinete
Desvantagem
Mão de obra especializada
Nível mínimo de água
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MÉTODO ACÚSTICO Baseia-se na medição e integração das áreas e velocidades,estas
informações são obtidas pela análise do eco de pulsos de ultrasom (ondasacústicas de alta freqüência), refletidas pelas partículas sólidas emsuspensão na massa líquida e pela superfície sólida do fundo.
ADCP – Perfilador Doppler-Acústico de Corrente (modelo WorkHorse,1200 kHz).
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Técnica típica de uso do ADCP.Fonte:http://www.cerpch.unifei.edu.br/images/adcp.h2.
MÉTODO ACÚSTICOComparação dos métodos ADCP e molinete
Toda a seção de medição é “mapeada”, tanto em velocidade da águaquanto profundidade.
Fonte: RDI - Instruments49
FLUTUADORES
VantagemUtilizado quando há grande carência de recursos
Pode ser utilizada garrafa plástica, bóia, ou seja quesofram pouca influência de ventos
Multiplicando-se a velocidade média pela área, obtêm-se a vazão.
DesvantagemResultados são pouco precisos.
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FLUTUADORES
• Figura 1 - Representa o esquema da medição de vazão porflutuadores,aconselha-se realizar as medições em trecho reto e comcaracterísticas hidráulicas uniforme e realizar pelo menos três repetiçõesde medição.
Figura 2.11. Esquema da medição de vazão por flutuadores.Fonte: PEREIRA e MELO http://www.deg.ufla.br/eng187 /aulas%20pr%C3%A1ticas/6.pdf).
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REFERÊNCIAS
http://portuguese.alibaba.com/trade/search?SearchText=medidor+ti
po+turbina&selectedTab=product
http://sites.poli.usp.br/d/pme2332/Arquivos/Experiencia%20Medidores%20de%20Vazao.pdf
http://www.escoladavida.eng.br/mecflubasica/Apostila/Unidade%205/Medidor%20de%20vazao%20-%20Venturi%20ou%20placa%20de%20orificio.pdf
http://galileu.iph.ufrgs.br/collischonn/apostila_hidrologia/cap%2013%20-%20Medi%C3%A7%C3%A3o%20de%20vaz%C3%A3o.pdf
http://www.nivetec.com.br/htm/medvazaovortex.htm
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