Nivel - Revisado

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<p>MEDIO DE NVEL 1-Introduo A medio de nvel, embora tenha conceituao simples, requer por vezes artifcios e tcnicas apuradas. O nvel uma varivel importante na indstria no somente para a operao do prprio processo, mas tambm para fins de clculo de custo e de inventrio. Os sistemas de medio de nvel variam em complexidade desde simples visores para leituras locais at indicao remota, registro ou controle automtico. Na indstria se requer medies tanto de nvel de lquidos como de slidos. Para facilitar a compreenso costuma-se definir nvel, como sendo a altura do contedo de um reservatrio, que poder ser um lquido ou um slido. Classificao e tipo de medidores de nvel A medida do nvel de um reservatrio contendo lquido ou slido, efetuada a fim de manter esta varivel em um valor fixo ou entre dois valores determinados, ou ainda para determinar a quantidade (volume ou massa) do fluido em questo. Existem dois mtodos de medio que so usados nos processos em geral. a) Mtodo de Medio Direta a medio que se faz tendo como referncia a posio do plano superior da substncia medida. b) Mtodo da Medio Indireta o tipo de medio que se faz para determinar o nvel em funo de uma segunda varivel. A tabela 1, a seguir mostra alguns dos tipos para determinar medio de nvel mais utilizados na instrumentao.</p> <p>2- MEDIDORES DE NVEL Medidor de Nvel Tipo Rgua ou Gabarito.</p> <p>Consiste em uma rgua graduada que tem o comprimento conveniente, para ser introduzido dentro do reservatrio onde vai ser medido o nvel . A determinao do nvel se efetuar atravs da leitura direta do comprimento marcado na rgua, pelo lquido. So instrumentos simples e de baixo custo permitindo medidas instantneas. A graduao da rgua deve ser feita a uma temperatura de referncia, podendo estar graduada em unidades de comprimento, volume ou Massa. PRINCPIO DE OPERAO Uma bia, de dimetro especificamente calculado de acordo com a densidade do produto, fixada em um cabo de ao inox que passa por uma seqncia de roldanas, movendo um indicador do lado externo do tanque. O indicador (ponteiro) desliza sobre uma rgua graduada, por exemplo em metro ou em litro, indicando o valor medido.</p> <p>Visores de Nvel Aplica-se nestes instrumentos o princpio dos vasos comunicantes. Um tubo transparente colocado a partir da base do reservatrio at o seu ponto mais alto, permitindo a leitura precisa do nvel do lquido, mesmo para altas presses. Os visores de nvel se destinam exclusivamente monitorao do nvel de lquido ou da interface entre dois lquidos imiscveis, em vasos, colunas, reatores, tanques, etc. submetidos ou no presso. Os visores so aplicados quase na totalidade dos casos de monitorao local do nvel, devido ao seu baixo custo em comparao com outros tipos de instrumentos, a no ser em casos onde a presso e temperatura sejam excessivas e impeam a sua utilizao. Devido s suas caractersticas construtivas, os visores de nvel so de fcil manuteno e construdos de maneira a oferecer segurana na operao. Para atender as mais variadas aplicaes em diversos processos existem atualmente os visores do tipo tubular, de vidro plano, magnticos e os especiais para uso em caldeiras. Todos sero analisados um a um nos itens subseqentes.</p> <p>A - Visores de Vidro Tubular Estes visores so normalmente fabricados com tubos de vidro retos com paredes de espessuras adequada a cada aplicao. Estes tubos so fixados entre duas vlvulas de bloqueio de desenho especial atravs de unio e juntas de vedao apropriadas a cada especificao de projetos . O comprimento e o dimetro do tubo iro depender das condies a que estar submetido o visor, porm convm observar que os mesmos no suportam altas presses e temperaturas. Para proteo do tubo de vidro contra eventuais choques externos, so fornecidas hastes protetoras metlicas colocadas em torno do tubo de vidro ou com tubos ou chapas plstica envolvendo o mesmo.</p> <p>Os tubos de vidro tm dimetros normalizados onde para cada dimenso esto relacionados valores de presso e temperatura mximas permissveis. Devido s caractersticas construtivas, os visores de vidro tubular no suportam altas presses e temperaturas, bem como apresentam alta probabilidade de quebra acidental do vidro por choque externo. Devido s limitaes quanto a sua resistncia a segurana, os visores de vidro tubular so recomendados para uso em processos que no apresentam presses superiores a cerca de 2,0 bar e em temperaturas que no excedam a 100 graus Celsius. No se recomenda o seu uso com lquidos txicos, inflamveis ou corrosivos, visto que a fragilidade destes instrumentos aumenta a possibilidade de perda de produto contido no equipamento.</p> <p>B - Visores de Vidro Plano Os vidros planos substituram, ao longo dos anos, quase a totalidade dos visores tubulares. Esse fato decorre da inerente falta de segurana apresentada pelos visores tubulares em aplicaes com presses elevadas. Atualmente, os visores planos representam cerca de 90% das aplicaes de visores de nvel em plantas industriais. So compostos de um ou vrios mdulos onde se fixam barras planas de vidro. Estes mdulos so conhecidos como sees dos visores. Apesar da diversidade de modelos e fabricantes, cada seo apresenta uma altura variando de 100 a 350 mm e, dependendo do desnvel a ser medido, os visores podem ser compostos de vrias sees (visor multisseo). Contudo, recomendase que cada visor tenha, no mximo, quatro sees. Ultrapassa esse limite, o peso da unidade torna-se excessivo e o visor pode deixar de ser auto-sustentvel, necessitando de suportes adicionais. Caso sejam previstas variaes amplas na temperatura do fluido, o visor dever ser provido com loops de expanso para possibilitar a dilatao ou contrao resultantes.</p> <p>Recomendaes para instalao e operao eficiente Geralmente a instalao de um visor de vidro requer os seguintes acessrios adicionais : Vlvulas de isolao das tomadas de amostra (vlvula 1 e 2). Vlvula de bloqueio junto ao visor, normalmente, so vlvulas de trs vias (3 e 4) que permitem conectar o visor tubulao de tomada no equipamento ou sada de dreno ou respiro. Vlvula de dreno ( 5 ) instalada na extremidade inferior do visor. Eventualmente poder ser instalada tambm uma vlvula para respiro em lugar do plugue mostrado na Fig. 08. A especificao da classe de presso, material e outras caractersticas das vlvulas, tubo e do prprio visor devem seguir a especificao do equipamento a ele relacionado. Vrias opes para instalao de instrumentos de nvel podem ser usadas.</p> <p>Por segurana, as vlvulas de bloqueio do visor podem ser dotadas de uma esfera de reteno que previna a descarga de fluido para atmosfera se, porventura, ocorrer a quebra do vidro ou vazamento excessivo no visor. Quando se deseja maximizar a viabilidade, as vlvulas de bloqueio devero ser instaladas lateralmente. Por outro lado, para facilitar o posicionamento do visor em relao ao observador podero ser instaladas vlvulas off-set que permitem a comunicao sem obstrues entre a conexo ao visor e a sada de dreno ou respiro, j que a haste da vlvula deslocada lateralmente em relao ao canal de comunicao visor-dreno/respiro.</p> <p>Quando instalados em vasos onde tambm se encontram instrumentos de medio contnua de nvel recomenda-se que os visores cubram uma faixa maior que a destes, de forma a facilitar o ajuste ou verificao de funcionamento dos medidores. Os visores de vidro devem ser instalados em posio que permita ao operador uma boa visibilidade e fcil acesso para manuteno do tubo de vidro, das vlvulas e juntas. O vidro deve ser mantido sempre limpo e verificadas sempre as condies das juntas de vedao e vlvulas de bloqueio.</p> <p>Medidor de nvel por borbulhador</p> <p>Neste tipo de medio, um tubo inserido no lquido em um vaso. Uma das pontas devidamente preparada submersa no lquido cujo nvel se deseja medir e atravs da ponta superior fornecido ar ou gs inerte permanentemente. O princpio no qual se baseia este tipo de medio que ser necessrio uma presso de ar igual coluna lquida existente no vaso, para que o ar vena este obstculo e consiga escapar pela extremidade inferior do tubo. Na medio necessrio que se possa saber se a presso exercida pela coluna de lquido est sendo vencida ou no, e isto se torna possvel com o escape das bolhas de ar pela ponta imersa no tubo. Isto representa um pequeno valor adicional na presso de ar, desprezvel, desde que o borbulhamento no seja intenso. A medida se faz atravs de um instrumento receptor que pode ser um manmetro ou qualquer outro instrumento transmissor de presso. A figura seguinte mostra um esquema deste tipo de medidor.</p> <p>Quando o nvel do lquido sobe ou desce a presso interna do tubo aumenta ou diminui respectivamente acompanhando o nvel; esta variao de presso sentida pelo instrumento receptor. Uma coluna de lquido maior requer, maior presso de ar para que haja expulso de bolhas de ar e para colunas menores, presses menores de ar. Para termos um bom ndice de preciso, necessrio que o fluxo de ar ou gs seja mantido constante em qualquer situao e para conseguirmos esta condio temos diversas maneiras, seja pela utilizao de orifcios de restrio, vlvulasagulha, rotmetros com reguladores de presso diferencial, borbulhadores regulveis, entre outros. As vlvulas-agulha e os orifcios de restrio so utilizados por constiturem limitadores de vazo. Podem ser regulados, no caso das vlvulas-agulha, at obter o borbulhamento ideal e calculado, no caso de orifcios de restrio. J o rotmetro com reguladores de presso diferencial apresentam tima preciso, pois, alm de permitirem vazo de ar ou gs, mantm o fluxo do mesmo constante regulando permanentemente a queda de presso montante e a jusante do rotmetro.</p> <p>Recomendaes para seleo O mtodo do borbulhamento tal como descrito no indicado para vasos sob presso, visto que uma variao na presso do vaso ir afetar a leitura, somandose coluna de lquido. Isto faz com que o instrumento receptor acuse nvel maior que o realmente existente nos vasos. Sob vcuo ocorre o mesmo. Nestes casos deve-se usar um instrumento de presso diferencial onde uma das tomadas ligada ao topo do equipamento. Os borbulhadores no so recomendados tambm, quando o ar ou gs possa contaminar ou alterar as caractersticas do produto. O ar utilizado deve ser o ar de instrumentos, seco e isento de leo, ou qualquer gs inerte. O lquido no deve conter slidos em suspenso e sua densidade deve manter sempre constante. Recomendaes para Instalao O tubo de medio deve ser instalado firmemente, no permitindo vibraes ou deslocamentos longitudinais. Deve-se cuidar para que equipamentos como agitadores ou serpentinas no interfiram no funcionamento dos borbulhadores. Deve-se, sempre que possvel instal-lo em um ponto onde as variaes de nvel por ondulao da superfcie sejam mnimas e onde possvel instalar quebraondas. A extremidade do tubo imersa no lquido deve ter um corte em ngulo ou um chanfro triangular , com a finalidade de formar bolhas pequenas, garantindo uma presso no interior do tubo o mais estvel possvel.</p> <p>Chave de nvel mltiplo tipo bia magntica Possui como principais atrativos sua grande simplicidade de operao e manuseio, baixo custo de instalao e facilidade de ajuste. Pode ser utilizado em uma vasta gama de aplicaes, efetuando o controle preciso do nvel de praticamente qualquer tipo de lquido. Seu funcionamento no afetado pr determinadas caractersticas que podem variar no processo, como pr exemplo : temperatura, densidade, condutividade, presso, espuma a alteraes na mistura.</p> <p>caractersticas Controle mltiplo de nvel Facilidade e rapidez de ajuste Fcil instalao e manuteno Materiais em contato com o processo resistentes corroso Sistema de controle de nvel altamente confivel, verstil e de baixo custo princpio de funcionamento Consiste no livre movimento de uma bia magntica em tubo guia, de acordo com a variao que ocorre com o nvel do lquido. No interior deste tubo guia encontram-se sensores magnticos (reed switches) posicionados em locais predeterminados pelo cliente que so acionados pela passagem da bia.</p> <p>aplicao Pode ser utilizado para o controle de nvel de vrios tipos de lquidos como : gua, fluidos combustveis (lcool, gasolina, leo diesel, querosene, lubrificantes), fluidos corrosivos, etc. Permite o controle de bombas, implementao de alarmes (sonoros ou visuais), controle de vlvulas, etc.</p> <p>Chave de nvel bia lateral Desenvolvida para controlar o nvel de lquidos em tanques ou reservatrios, sendo instalada sempre lateralmente.</p> <p>So extremamente fceis de instalar, manusear e operar, no necessitando de alimentao eltrica para sua operao, uma vez que utiliza um simples contato seco. Seu funcionamento no afetado por determinadas caractersticas como variaes que possam ocorrer de presso e temperatura (desde que dentro dos limites especificados), condutividade ou a presena de espuma, gases/vapores sobre o lquido. caractersticas Baixo custo Fcil de instalar e ajustar Requer manuteno mnima Operao sem alimentao eltrica Verstil : utilizvel em uma infinidade de aplicaes</p> <p>princpio de funcionamento Uma bia presa em uma de suas extremidades uma haste transmite o movimento do lquido no interior do tanque a um magneto preso outra extremidade desta mesma haste. Por meio de acoplamento magntico, este movimento transferido a um outro magneto existente no interior do invlucro (sem nenhum contato fsico com o magneto anterior), provocando a comutao de um contato eltrico.</p> <p>APLICAO Alarme de nvel alto/baixo, controle de nvel atravs de dispositivos como bombas ou vlvulas envolvendo os mais diversos produtos como gua, produtos qumicos, entre outros, seja em tanques ou reservatrios so algumas aplicaes tpicas desta chave. Chave de nvel tipo bia pera A chave tipo bia pra um regulador de nvel extremamente simples e confivel, utilizado em uma ampla gama de aplicaes, como por exemplo : controle de nvel alto/baixo, alarmes ou automao de dispositivos eltricos como bombas, vlvulas, etc.</p> <p>Devido ao seu design exterior e ao material com que fabricado (polipropileno), indicado para os mais diversos meios : desde gua potvel at efluentes e esgotos. PRINCPIO DE FUNCIONAMENTO A chave de nvel suspensa por um cabo de PVC e possui no interior de seu invlucro selado um microcontato e uma pequena esfera de metal. Conforme o nvel sobe ou desce, a esfera acompanha a inclinao da bia. A mudana do contato (comutao) acontece somente quando o ngulo de inclinao for maior que 45. O ajuste do ponto de atuao feito atravs do contrapeso que acompanha a bia, podendo estar localizado em qualquer posio ao longo do cabo.</p> <p>Chave de nvel tipo condutiva A chave de nvel condutiva foi desenvolvida para o controle de nvel de produtos lquidos condutivos, podendo controlar at 6 nveis diferentes na verso remota e at 2 pontos na verso compacta, bem como efetuar um controle diferencial, operando bombas, vlvulas, ou qualquer outro dispositivo. O instrumento consiste basicamente de um ou mais sensores (ou eletrodos), um invlucro onde estes so conectados e uma unidade eletrnica, que pode ser integral ou remota contendo a sada de rels.</p> <p>Como no apresenta partes mveis...</p>