Departamento de Engenharias e Ciência da Computação

Universidade Regional Integrada do Alto Uruguai e das Missões[pic 1][pic 2]

Departamento de Engenharias e Ciência da Computação

Curso de Engenharia Química

Medidores de Vazão

Bruna Schons Griep

Emanuelli de Melo Müller

Joceane Wilchen Kaspary

Letícia Andreola

Santo Ângelo, novembro de 2020

Sumário

Resumo        3

1.        Introdução        4

2.        Objetivos        5

2.1 Objetivo Geral        5

2.2 Objetivos Específicos        5

3.        Memorial de Cálculo        6

4.        Resultados e Discussão        9

5.        Conclusão        10

REFERÊNCIAS        11

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Resumo

Os medidores de vazão são equipamentos que provocam uma queda de pressão, a qual pode ser medida e relacionada com a vazão volumétrica. Dentre os medidores de vazão, os mais utilizados estão o tubo de Pitot, tubo de Venturi e placa de Orifício. Em virtude disso, o trabalho teve como objetivo analisar e comparar as vazões obtidas nos medidores de vazão primário e secundário, em circuitos com ar e com água. Além disso, foi determinada a calibração dos medidores secundários pela relação com o medidor primário. Dessa forma, para o circuito com água foram empregados como medidores de vazão, o hidrômetro e o rotâmetro, no qual foi observado que os valores de vazão encontrados se aproximaram dos resultados das vazões no recipiente graduado. Como também, as vazões encontradas nos manômetros de Venturi, placa de Orifício e pitot, foram aproximadas em alguns pontos e em outros observou-se diferenças, se comparados as vazões previamente definidas no rotâmetro. Para a operação do circuito com ar, utilizando tanto o medidor de Venturi, quanto com o de placa de Orifício, verificou-se que as vazões calculadas para o tubo de Pitot, apresentaram discrepâncias quando comparadas com as vazões medidas pelo anemômetro.

Palavras-chave: medidores de vazão; tubo de Pitot; Venturi; Placa de orifício

1. Introdução

Os equipamentos responsáveis por medir o escoamento são os medidores de vazão, estes dentro da área da mecânica dos fluídos encontram-se em aplicações de grande relevância que são a determinação da quantidade de líquidos ou gases que entram ou que saem do processo, ou seja, a determinação da vazão dos fluídos. Os quais, se diferenciam pelo nível de eficiência, pelo tamanho, exatidão, custo, versatilidade, queda de pressão e ainda pelo princípio operacional (ÇENGEL & CIMBALA, 2011).

Os denominados medidores de vazão, ou também medidores de fluxo, estão presentes em diversas atividades humanas. Exemplos simples de medidores utilizados com grande frequência diariamente são o hidrômetro de uma residência e o marcador de uma bomba de combustível. Os medidores também podem ser encontrados em uma série de aplicações industriais e científicas, como a contabilização do total de bebida engarrafada em uma fábrica de refrigerantes, o controle do recebimento de gás/óleo em um gasoduto/oleoduto, o controle de vazão de turbinas de hidrelétricas, e nas medições da velocidade do vento em estações meteorológicas e aeroportos. Essas inúmeras aplicações, demonstram a necessidade do desenvolvimento dos mais diversos princípios de medição (BEYER, 2014).

A escolha de um medidor de vazão é influenciada pela incerteza exigida, faixa medida, complicações, custo, facilidade de leitura ou de redução de dados em tempo de vida em serviço. Geralmente escolhe-se o dispositivo que for mais simples, barato e que fornece a exatidão desejada (FOX et al., 2014).

Certos medidores de vazão medem a vazão diretamente (medidores primários), descarregando e recarregando continuamente uma câmara de medição com um volume conhecido, controlando o número de descargas por unidade de tempo. Porém a maior parte desses equipamentos determinam indiretamente a vazão (medidores secundários), ou seja, medem a velocidade média ou uma quantidade que está relacionada à velocidade do escoamento, como pressão e arrasto (ÇENGEL; CIMBALA, 2011).

Em sua maioria, os medidores de vazão são projetados de modo a provocar uma queda de pressão que pode ser medida e relacionada com a vazão volumétrica. Essa queda de pressão pode ser produzida por variações na energia cinética, seja pelo atrito entre as camadas do fluido ou pelo arraste. Alguns tipos de medidores acentuam um desses mecanismos ou uma combinação de ambos. Dentre esses medidores de vazão está o tubo de Pitot, o qual consiste em um dispositivo utilizado para determinar a velocidade local em determinado ponto da seção transversal do tubo. Para isto, utiliza de dois tubos concêntricos dispostos paralelamente ao escoamento, aonde o manômetro indica a diferença de pressão entre as duas seções do escoamento do fluído (TADINI, 2016).

Além do tudo de Pitot existem muitos outros tipos diferentes de medidores, os quais são diariamente utilizados na indústria. Destacam-se os medidores de vazão por obstrução ou restrição, que se caracterizam por possuírem uma redução de área na seção do tubo para escoamentos. Estes tipos de dispositivos baseiam-se no princípio da aceleração de uma corrente fluida através de alguma forma de bocal, pois quando varia a velocidade ocorre uma variação na pressão, a qual pode ser medido com a utilização de um manômetro (FOX, et al., 2014).

Na prática, encontram-se o medidor de placa de Orifício, de tubo de Venturi e de bocal entre os medidores de vazão por obstrução mais utilizados. O medidor de tubo de Venturi caracteriza-se por ser o mais preciso, entre os citados, mas consequentemente, o mais caro, causando perdas de carga muito baixas. Já o medidor de placa de Orifício tem o projeto mais simples e ocupa um menor espaço, ele se fundamenta em uma placa com um orifício no meio. E no medidor de bocal, a placa é substituída por um bocal e, portanto, o escoamento é aerodinâmico (ÇENGEL & CIMBALA, 2011).