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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