apresentação annubar

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Universidade Potiguar Universidade Potiguar Curso de Engenharia de Computação Curso de Engenharia de Computação Instrumentação em Controle Instrumentação em Controle Medidor de Vazão Tipo Medidor de Vazão Tipo Annubar Annubar Mario Rizzi Mario Rizzi Daniel Gadê Daniel Gadê Raniere Raniere Barreto Barreto FE

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Page 1: Apresentação Annubar

Universidade PotiguarUniversidade PotiguarCurso de Engenharia de ComputaçãoCurso de Engenharia de Computação

Instrumentação em ControleInstrumentação em Controle

Medidor de Vazão Tipo AnnubarMedidor de Vazão Tipo Annubar

Mario RizziMario Rizzi

Daniel GadêDaniel Gadê

Raniere BarretoRaniere Barreto

FE

Page 2: Apresentação Annubar

Medidor de Vazão Tipo Annubar:Medidor de Vazão Tipo Annubar:

Definição;Definição; Princípios físicos envolvidos;Princípios físicos envolvidos; Característica;Característica; Componentes;Componentes; Aplicações.Aplicações.

Page 3: Apresentação Annubar

Definição:Definição:

É um medidor do tipo indireto que utiliza É um medidor do tipo indireto que utiliza fenômenos intimamente relacionados à fenômenos intimamente relacionados à

quantidade de fluido passante, onde há a quantidade de fluido passante, onde há a perda carga variávelperda carga variável (área constante). (área constante).

“ “ Chama-se perda de carga a queda de Chama-se perda de carga a queda de pressão sofrida pelo fluido ao atravessar pressão sofrida pelo fluido ao atravessar

uma tubulação qualquer”. uma tubulação qualquer”.

Page 4: Apresentação Annubar

Definição:Definição:

As causas da perda de carga são: atrito entre As causas da perda de carga são: atrito entre o fluido e a parede interna do tubo, o fluido e a parede interna do tubo, mudança de pressão e velocidade.mudança de pressão e velocidade.

Page 5: Apresentação Annubar

Princípios Físicos:Princípios Físicos:

Vazão;Vazão; Calor específico;Calor específico; Viscosidade;Viscosidade; Tipos de escoamento;Tipos de escoamento; Número de ReynoldsNúmero de Reynolds

Page 6: Apresentação Annubar

Princípios Físicos:Princípios Físicos:

Vazão:.Vazão:.

É a quantidade volumétrica, mássica ou É a quantidade volumétrica, mássica ou gravitacional de um fluido que passa através de uma gravitacional de um fluido que passa através de uma seção de uma tubulação ou canal por unidade de seção de uma tubulação ou canal por unidade de tempo. tempo.

Q = (V,M,W)/tQ = (V,M,W)/t ou ou Q= AREAsecção x Vmedia fluidoQ= AREAsecção x Vmedia fluido

QQ == vazão do fluido; vazão do fluido; VV == volume); volume); MM == massa massa WW == peso; peso; tt == tempo. tempo.

Page 7: Apresentação Annubar

Princípios Físicos:Princípios Físicos:

Q = vazão do fluido do local do estreitamentoQ = vazão do fluido do local do estreitamento K = constanteK = constante P1 = Pressão MedidaP1 = Pressão Medida Pp = Pressão de ProjetoPp = Pressão de Projeto T1= Temperatura medidaT1= Temperatura medida Tp = Temperatura de projetoTp = Temperatura de projeto ∆∆P = perda de carga entre o fluxo, a montante e jusante do P = perda de carga entre o fluxo, a montante e jusante do

estreitamento.estreitamento.

Page 8: Apresentação Annubar

Princípios Físicos:Princípios Físicos:

Calor Específico:Calor Específico:

é a quantidade de calor necessária para mudar a é a quantidade de calor necessária para mudar a temperatura de 1 grama de uma substância em 1ºC.temperatura de 1 grama de uma substância em 1ºC.

k = CP/CVk = CP/CV

k = k = relação dos calores específicos.relação dos calores específicos. CP = CP = calor específico à pressão constante J/Kg x K.calor específico à pressão constante J/Kg x K. CV = CV = calor específico a volume constante J/kg x K.calor específico a volume constante J/kg x K. K= K= Temperatura em Kelvin.Temperatura em Kelvin.

Page 9: Apresentação Annubar

Princípios Físicos:Princípios Físicos:

Viscosidade:Viscosidade:

É a resistência ao escoamento de um fluido em um duto É a resistência ao escoamento de um fluido em um duto qualquer, provocando uma perda de carga adicional que qualquer, provocando uma perda de carga adicional que deverá ser considerada na medição de vazão.deverá ser considerada na medição de vazão.

Esse escoamento pode ocorrer de duas formas Esse escoamento pode ocorrer de duas formas ou regime:ou regime:

Page 10: Apresentação Annubar

Princípios Físicos:Princípios Físicos:

Regime Laminar:Regime Laminar:

Se caracteriza por um escoamento em camadas planas ou Se caracteriza por um escoamento em camadas planas ou concêntricas, dependendo da forma do duto, sem passagens concêntricas, dependendo da forma do duto, sem passagens das partículas do fluido de uma camada para outra e sem das partículas do fluido de uma camada para outra e sem variação de velocidade, para determinada vazão.variação de velocidade, para determinada vazão.

Regime Turbulento:Regime Turbulento:

Se caracteriza por uma mistura intensa do líquido e oscilações de Se caracteriza por uma mistura intensa do líquido e oscilações de velocidade e pressão. O movimento das partículas é velocidade e pressão. O movimento das partículas é desordenado e sem trajetória definida.desordenado e sem trajetória definida.

Page 11: Apresentação Annubar

Princípios Físicos:Princípios Físicos:

Distribuição de Velocidade em um Duto:Distribuição de Velocidade em um Duto:

Em regime de escoamento no interior de um duto, a velocidade não será Em regime de escoamento no interior de um duto, a velocidade não será a mesma em todos os pontos.a mesma em todos os pontos.

Será máxima no ponto central do duto e mínima na parede do duto.Será máxima no ponto central do duto e mínima na parede do duto.

Regime Laminar:Regime Laminar: É caracterizado por um perfil de velocidade mais acentuado, onde as É caracterizado por um perfil de velocidade mais acentuado, onde as

diferenças de velocidades são maiores.diferenças de velocidades são maiores.

Page 12: Apresentação Annubar

Princípios Físicos:Princípios Físicos:

Regime Turbulento:Regime Turbulento: É caracterizado por um perfil de velocidade mais uniforme que o perfil É caracterizado por um perfil de velocidade mais uniforme que o perfil

laminar. Suas diferenças de velocidade são menores.laminar. Suas diferenças de velocidade são menores.

Por estas duas fórmulas percebe-se que a velocidade de um fluido na Por estas duas fórmulas percebe-se que a velocidade de um fluido na superfície da seção de um duto é zero (0). Podemos entender o porque superfície da seção de um duto é zero (0). Podemos entender o porque da velocidade nas paredes da tubulações considerando também o atrito da velocidade nas paredes da tubulações considerando também o atrito existente entre o fluido e a superfície das tubulações.existente entre o fluido e a superfície das tubulações.

Page 13: Apresentação Annubar

Princípios Físicos:Princípios Físicos:

Número de ReynoldsNúmero de Reynolds

Número adimensional utilizado para determinar se o escoamento se Número adimensional utilizado para determinar se o escoamento se processa em regime laminar ou turbulento. Sua determinação é importante processa em regime laminar ou turbulento. Sua determinação é importante como parâmetro modificador dos coeficiente de descarga.como parâmetro modificador dos coeficiente de descarga.

Re = (V*D)/vRe = (V*D)/v

V = V = velocidade (m/s)velocidade (m/s) D = D = diâmetro do duto (m)diâmetro do duto (m) v = v = viscosidade cinemática (m2/s)viscosidade cinemática (m2/s)

Se Re > 2.320, o fluxo é turbulento, caso contrário é sempre laminar.Se Re > 2.320, o fluxo é turbulento, caso contrário é sempre laminar. Nas medições de vazão na indústria, o regime de escoamento é na maioria Nas medições de vazão na indústria, o regime de escoamento é na maioria

dos casos turbulento com Re>5.000.dos casos turbulento com Re>5.000.

Page 14: Apresentação Annubar

Características:Características:

O Annubar é baseado no tubo de Pitot O Annubar é baseado no tubo de Pitot com uma haste com múltiplos com uma haste com múltiplos orifícios “pitométricos” igualmente orifícios “pitométricos” igualmente distribuídos numa seção da tubulação. distribuídos numa seção da tubulação. Este dispositivo é constituído por dois Este dispositivo é constituído por dois tubos: um para medir a pressão tubos: um para medir a pressão dinâmica e o outro a estática. dinâmica e o outro a estática.

Page 15: Apresentação Annubar

CaracterísticasCaracterísticas:: Um annubar é muito similar a um tubo pitot. A diferença é Um annubar é muito similar a um tubo pitot. A diferença é

que há mais de um furo nas câmaras de medição da pressão. que há mais de um furo nas câmaras de medição da pressão. A pressão na câmara de alta pressão representa uma média da A pressão na câmara de alta pressão representa uma média da velocidade através da tubulação. O annubar é mais exato do velocidade através da tubulação. O annubar é mais exato do que pitots porque não é sensível à posição ou sensível à que pitots porque não é sensível à posição ou sensível à

velocidade do flúido.velocidade do flúido.

Page 16: Apresentação Annubar

CaracterísticasCaracterísticas::A pressão dinâmica (energia cinética -> energia de pressão) é medida pela A pressão dinâmica (energia cinética -> energia de pressão) é medida pela

barra sensora de pressão de “montante”, onde possui vários orifícios, estes barra sensora de pressão de “montante”, onde possui vários orifícios, estes orifícios estão localizados criteriosamente ao longo da barra, de tal forma que orifícios estão localizados criteriosamente ao longo da barra, de tal forma que cada um detecta a pressão total de um anel, obtendo-se uma média real que se cada um detecta a pressão total de um anel, obtendo-se uma média real que se reflete melhor o perfil de velocidade na secção do tubo.reflete melhor o perfil de velocidade na secção do tubo.

A pressão estática (pressão que age da mesma forma em todas as direções)A pressão estática (pressão que age da mesma forma em todas as direções) é é medida em outra barra sensora de pressão chamada de “jusante”, e possui um medida em outra barra sensora de pressão chamada de “jusante”, e possui um orifício que está posicionado no centro do fluxo de modo a medir a pressão do orifício que está posicionado no centro do fluxo de modo a medir a pressão do fluxo.fluxo.

Page 17: Apresentação Annubar

CaracterísticasCaracterísticas::

Cada um destes anéis tem área da seção transversal exatamente igual às Cada um destes anéis tem área da seção transversal exatamente igual às outras áreas anulares detectadas por cada orifício.outras áreas anulares detectadas por cada orifício.

Page 18: Apresentação Annubar

CaracterísticasCaracterísticas::

Page 19: Apresentação Annubar

CaracterísticasCaracterísticas::

O formato poligonal da haste do annubar possibilita uma melhor diferença O formato poligonal da haste do annubar possibilita uma melhor diferença de pressão entre as câmaras, resultando em uma melhor medição.de pressão entre as câmaras, resultando em uma melhor medição.

Page 20: Apresentação Annubar

Componentes:Componentes:

É recomendado um bloco de válvulas do instrumento para todas as instalações. O bloco de válvulas permite que um operador equalize as pressões antes de pôr a zero e isolar o fluido do processo dos componentes eletrônicos

Page 21: Apresentação Annubar

Componentes:Componentes:

Sensor de Fluxo do Tipo Annubar com Transmissor da Rousemount

Vista anterior do sensor de fluxo Annubar dando ênfase à tomada jusante.

Page 22: Apresentação Annubar

Componentes:Componentes:

Lado de maior pressão do sensor Annubar

Lado de menor pressão do sensor Annubar

Page 23: Apresentação Annubar

Comparação:Comparação:

1- Escalabilidade (rangeability) é a relação do span total do menor fluxo que pode ser medido com exatidão.

2- A exatidão (accuracy) aplica-se a um instrumento calibrado.

Page 24: Apresentação Annubar

Aplicações:Aplicações:

Além de mediar vazão de fluidos nas tubulações, o Além de mediar vazão de fluidos nas tubulações, o Annubar é também usado para medir a emissão de Annubar é também usado para medir a emissão de gases poluentes na atmosfera pela industria e até gases poluentes na atmosfera pela industria e até mesmo pelos caminhões.mesmo pelos caminhões.

Page 25: Apresentação Annubar

FIMFIM

Perguntas:Perguntas: