universidade federal do rio grande do sul · há medidores que possuem o fator k, que relaciona a...

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL ESCOLA DE ENGENHARIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA ENERGIA E FENÔMENOS DE TRANSPORTE CONSTRUÇÃO E OPERAÇÃO DE UM MEDIDOR DE VAZÃO VOLUMÉTRICA DE LÍQUIDOS DO TIPO TURBINA por Bruno Heerdt Veiga Diego Schroeder Marcos Ruschel Roehe Trabalho Final da Disciplina de Medições Térmicas Professor Paulo Smith Schneider [email protected] Porto Alegre, julho e 2010

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL

ESCOLA DE ENGENHARIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA

ENERGIA E FENÔMENOS DE TRANSPORTE

CONSTRUÇÃO E OPERAÇÃO DE UM MEDIDOR DE VAZÃO

VOLUMÉTRICA DE LÍQUIDOS DO TIPO TURBINA

por

Bruno Heerdt Veiga

Diego Schroeder

Marcos Ruschel Roehe

Trabalho Final da Disciplina de Medições Térmicas

Professor Paulo Smith Schneider

[email protected]

Porto Alegre, julho e 2010

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RESUMO

O desafio proposto é medir uma vazão de 2 a 10 litros/min. Esse valor é utilizado como re-ferência ao trabalho de conclusão realizado no laboratório da disciplina Medições Térmicas du-rante o primeiro semestre de 2010. Disso, parte-se para a construção de um medidor para essa vazão utilizando recursos e mão-de-obra próprios. O medidor escolhido é uma versão simplifica-da dos já consagrados modelos tipo turbina. Existe uma ampla gama desses modelos disponíveis atendendo a maioria dos processos na indústria petroquímica, química e alimentícia. O princípio básico dos modelos tipo turbina consiste no movimento do fluido que passa no interior da turbina e gira um rotor a uma velocidade angular que é proporcional à velocidade do fluido e, portanto, proporcional linearmente à vazão. A medição da vazão é feita contando o giro de suas pás e uti-lizando uma conversão simples. O protótipo criado segue o mesmo princípio e é construído de forma relativamente simples. A parte mecânica é constituída de peças facilmente encontrados em qualquer residência como embalagens plásticas, caixas de CD e uma agulha de costura. A capta-ção da rotação do rotor é o que torna sua construção um pouco mais complexa, onde é utilizado um circuito eletrônico microprocessador. Para associar a velocidade do escoamento à freqüência de pulsos, ou seja, o número de voltas do rotor no tubo, é utilizada a técnica de tanque aferido, onde é colocado um balde para armazenar o fluido (água) e é contado o tempo necessário para enchê-lo. O resultado obtido é altamente satisfatório dado a simplicidade do instrumento criado, pois a vazão medida é relativamente precisa. Para fins acadêmicos, o medidor serve ao seu pro-pósito e é de grande valia para o aprendizado do futuro engenheiro.

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ABSTRACT

CONSTRUCTION AND OPERATION OF A VOLUMETRIC FLOW METER FOR LIQUIDS – The proposed challenge is to measure a flow rate 2-10 l/min of water. This value is used as a reference to the graduation work conducted in the Thermal Measurements laboratory during the first half of 2010. Hence, it starts to build a flow meter for that using own resources and manpower. The meter chosen is a simplified version of the well known turbine model. There is a wide range of available models operating in most processes in the petrochemical, chemical and food industry. The basic principle of this turbine model is the movement of fluid passing through the turbine, which spins the rotor at an angular velocity that is proportional to fluid ve-locity and, therefore, linearly proportional to flow rate. The flow measurement is done by count-ing the rotating blades and using a simple conversion. The prototype created follows this same principle and is simple. The mechanical part is composed of parts easily found in any residence as plastic packaging boxes, CD cases and a sewing needle. The capture of the rotor’s rotation is what makes the construction a little more complex, where there is a microprocessor-based elec-tronic circuit. To associate the flow velocity with the pulse frequency – or the angular velocity of the turbine rotor, the technique of a calibrated tank is used, where a bucket is placed in order to store the fluid (water) and the time to fill it is measured. The result is highly satisfactory given the simplicity of the instrument created, since flow measurement is relatively accurate. For aca-demic purposes, the meter serves its purpose and is of good knowledge value for future engineer.

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SUMÁRIO Pág. 5. LISTA DE SÍMBOLOS 6. INTRODUÇÃO 7. FUNDAMENTAÇÃO 10. DETALHES DO EXPERIMENTO 13. VALIDAÇÃO DO EXPERIMENTO 14. RESULTADOS 16. CONCLUSÕES REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ANEXO

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LISTA DE SÍMBOLOS f Frequência de pulsos [ppi ou pulsos por intervalo] K Fator de mérito do medidor n Número de eventos da amostra Q Vazão volumétrica [l/min] s Desvio padrão t Distribuição t de Student v Graus de liberdade uk Incerteza da freqüência medida uf Incerteza do fator de mérito do medidor

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1. INTRODUÇÃO

A medição de vazão consiste basicamente na determinação da quantidade de líquidos, ga-ses e sólidos que passa por um determinado local na unidade de tempo, podendo também ser incluídos os instrumentos que indicam a quantidade total movimentada, num intervalo de tempo. Os medidores de vazão do tipo turbina são utilizados na medição de líquidos industriais e derivados de petróleo de baixa viscosidade, na medição de gases como GLP e gás natural. Este tipo de medidor se destaca pela alta precisão e repetibilidade sendo muito utilizado em medição de transferência de custódia e carregamento de caminhões tanque e processos de dosagem. Exis-te uma ampla gama de modelos disponíveis atendendo a maioria dos processos na Indústria Pe-troquímica, química, alimentícia. O objetivo deste trabalho é a construção de um medidor relativamente simples, preciso e com uma boa rangeabilidade para escoamentos com baixa vazão, utilizando conhecimentos de mecânica e eletrônica na captação do sinal.

Figura 1 – Exemplo de medidores do tipo turbina

(Fonte: MARCO ANTÔNIO RIBEIRO, “Instrumentação”, 9ª edição.)

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2. FUNDAMENTAÇÃO 2.1. Princípio de funcionamento O medidor de vazão tipo turbina prove um sinal de saída igual a um trem de pulsos, com freqüência linearmente proporcional à vazão do fluido. O fluido passa no interior da turbina, fazendo girar um rotor em uma velocidade angular que é proporcional à velocidade do fluido e, portanto, proporcional linearmente à vazão do fluido.

Figura 2 – Turbina e amplificador

(Fonte: MARCO ANTÔNIO RIBEIRO, “Instrumentação”, 9ª edição.)

Um detector eletromagnético converte a rotação do rotor em um sinal usável, ou em um trem de pulsos escalonados ou no sinal padrão de 4 a 20 mA cc. Há turbinas cujos totalizadores ou indicadores são acionados mecânica e diretamente pela vazão. Na turbina clássica, o eixo de rotação da turbina é longitudinal ao sentido da vazão do fluido. As lâminas da turbina, de materi-al ferromagnético, induzem o trem de pulsos, quando corta o campo magnético. Uma bobina externa com um magnético detecta o trem de pulsos. Há também turbinas cujo rotor gira tangen-cialmente à vazão.

Há medidores que possuem o fator K, que relaciona a vazão com a grandeza física gerada. A desvantagem desta classe de medidores é a necessidade de outro medidor padrão de vazão para a sua aferição periódica. São exemplos de medidores com fator K: turbina, magnético, Vor-tex. (Fonte: MARCO ANTÔNIO RIBEIRO, “Instrumentação”, 9ª edição.)

2.2. Construção

Embora a teoria básica do funcionamento da turbina seja extremamente simples, os deta-lhes de projeto e construção são muito complexos. Devem ser considerados vários fatores, tais como: ângulo das lâminas, números de lâminas, mancais para o suporte do eixo de rotação, mon-tagem, fixação, retificadores da vazão.

É desejável que o fluido sob medição seja lubrificante, porém, com uso mais limitado, são aplicadas turbinas para medição de fluidos não lubrificantes e até de gases. Os fluidos a serem medidos devem ser isentos de sujeira e não podem ser abrasivos, pois destruiriam rapidamente o

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rotor da turbina. É normal o uso de filtro antes do local de montagem da turbina, cerca de 15 diâmetros de separação.

A parte crítica da turbina é seu mancal. Os mancais esféricos apresentam o melhor desem-penho e a máxima faixa de medição. Porém, são usados apenas com fluidos lubrificantes e lim-pos. Quando os fluidos não são compatíveis, em limpeza ou em lubrificação, deve-se usar o mancal tipo luva. Os mancais esféricos possuem retentores metálicos ou de teflon® reforçado, para diminuir os atritos e manter as esferas na posição correta. A capacidade instalada da turbina deve ser cerca de 30% a 50% maior que a capacidade calculada, para diminuir a perda de carga. A excelente rangeabilidade torna possível essa folga. Quando a turbina está distante (mais de 60 metros, por exemplo) do instrumento receptor dos pulsos, ou quando os fios de transmissão per-correm regiões com elevado grau de interferências elétricas, deve se usar o pré-amplificador, que reforça e condiciona o trem de pulsos. O pré-amplificador pode ser montado integralmente ao corpo da turbina. A turbina de medição de vazão é um instrumento elétrico, normalmente ali-mentado por tensão alternada de 110V, 60 Hz. Esse fato deve ser considerado quando seu local de montagem é local perigoso. Sua classificação elétrica deve ser compatível com o local, bem como sua classe de temperatura.

Figura 3 – Medidor tipo Turbina - vista explodida

(Fonte: CLAUDIO BARREIROS DA COSTA E SILVA, 2004)

2.3. Vantagens

As principais vantagens da turbina são: 1. Altíssima precisão, repetibilidade e confiabilidade 2. Sua rangeabilidade é a maior entre todos os medidores de vazão, pois a relação matemática envolvida é linear. Tipicamente, tem-se rangeabilidade de 100:1, 50:1. 3. A saída é linear, digital (trem de pulsos), adequada para sistemas de totalização de vazão. A turbina é ideal para sistemas de mistura digital (blending). 4. A turbina é de pequeno tamanho e peso, sendo fácil instalação. Geralmente ela é instalada entre flanges. 2.4. Desvantagens e limitações

As limitações referentes à turbina são: 1. É montada em linha e para sua calibração se necessita da simulação de uma vazão conhecida. 2. A turbina possui peça móvel. Embora haja apenas o rotor móvel, há desgaste e folga nos seus mancais de sustentação. 3. Ela pode ser danificada por velocidade acima da calculada. Ela não se aplica para medição de vazão de fluidos abrasivos, sujos, corrosivos e de alta velocidade.

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4. Seu custo é elevado, principalmente se considerar a colocação do filtro a montagem, o uso do pré-amplificador para distâncias acima de 60 metros. 5. A turbina requer trechos longos e distúrbios podem afetar a medição. Basicamente, os medidores de vazão do tipo turbina são constituídos por um rotor montado axialmente na tubulação. Esse rotor é provido de palhetas que o fazem girar quando algum fluido passa na tubulação do processo. Uma bobina captadora com um imã permanente é montada ex-ternamente fora da trajetória do fluido. Quando este se movimenta através do tubo, o rotor gira a uma velocidade determinada pela velocidade do fluido e pelo ângulo das lâminas do rotor. Á medida que cada lâmina passa diante da bobina e do imã, ocorre uma variação da relu-tância (dificuldade que um material magnético oferece às linhas magnéticas. O contrário de per-meância) do circuito magnético e no fluxo magnético total a que a bobina está sendo submetida. Verifica-se então a indução de um ciclo de tensão alternada. A freqüência dos pulsos gerados desta maneira é proporcional á velocidade do fluido e a vazão pode ser determinada pela medição e/ou totalização de pulsos, e é dada através da expres-são:

(1) sendo Q a vazão volumétrica, f a frequência ou número de pulsos em um determinado tempo e K o fator de mérito do medidor.

Figura 4 – Configuração usual de um medidor tipo turbina

(Fonte: SENAI, “Medição de vazão”)

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3. DETALHES DO EXPERIMENTO 3.1 Materiais utilizados

Para a construção do medidor do tipo turbina foram utilizados os seguintes materiais:

• Tubo de PVC; • Embalagem plástica na construção das pás; • Cola térmica; • Duas caixas de CD; • Uma agulha de costura; • Um eixo ótico de mouse de esfera; • Uma borracha cilíndrica chata; • Circuito eletrônico microprocessador.

3.2 Construção O rotor é construído com a fixação de pás feitas de plástico flexível em um disco de borra-cha. No centro do disco é colocada uma agulha que funciona como eixo. No outro extremo do eixo é fixado um eixo ótico de mouse. Este eixo nada mais é do que um disco com furos na parte externa, que bloqueia ou permite a passagem de luz de uma pequena lâmpada até um sensor de luminosidade. A luz não é visível, por se tratar de infravermelho, o que torna o sistema imune à radiação comum. A carcaça onde se encontra o rotor é feita de caixas de CD de acrílico, transpa-rentes, para que seja possível a visualização dos fenômenos internos. Esta carcaça é totalmente selada com cola térmica para que não ocorram vazamentos. Em um tubo de PVC é feito um rasgo onde é então introduzido o equipamento de modo que parte das pás permanece no seu interior. Com a passagem do fluido pelo cano, este inunda o canal e faz o rotor girar proporcionalmente à velocidade do escoamento. A rotação é captada por um processador eletrônico e através da calibração é feita a conversão da freqüência (quantidade de pulsos por intervalo, ppi) em um valor de vazão.

Para correto funcionamento o ar de dentro da carcaça deve ser removido para que não o-corram erros de leitura devido à tensão superficial entre a água e o ar.

Figura 5 – Medidor de vazão tipo turbina montado

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O medidor foi construído de forma artesanal e sem pretensões comerciais. O material da

carcaça foi escolhido propositadamente a ser transparente, pois trata se de um trabalho acadêmi-co e torna-se interessante poder visualizar o a parte interna em funcionamento. Este fator tam-bém facilita o preenchimento total da carcaça com água, visto que, quando houver ar no seu inte-rior, este pode ser facilmente visualizado.

Figura 6 – Medidor de vazão tipo turbina montado

Figura 7 – Sensor de pulsos de rotação

O sensor de pulsos utilizado foi retirado de um mouse de computador do tipo com esferas,

e o princípio de funcionamento permanece o mesmo. Quando o disco furado interrompe o feixe de luz infravermelho, um pulso eletrônico quadrado é gerado e interpretado pelo microcontrola-dor. O eixo da turbina é uma agulha de costura, que foi escolhido justamente por apresentar um diâmetro muito pequeno, o que diminui em muito o atrito com os mancais, que foram feitos com cola térmica, que além de ser facilmente moldável e re-moldável, apresenta características elásti-cas e funciona, portanto, como retentor para evitar que a água saia pelo mancal. A pasta branca

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logo acima do mancal é graxa branca, que serve para lubrificar o mancal e também ajuda a evitar vazamentos.

Figura 8 – Circuito eletrônico processador dos dados

O circuito processador foi feito em uma protoboard (placa de protótipo) usando um módu-lo LCD e um microcontrolador PIC16F676, da Microchip. O software para o microcontrolador foi feito em linguagem de baixo nível, Assembly, usando o ambiente MPLAB, também da Mi-crochip. O circuito é muito simples e compacto, por apresentar apenas um regulador de tensão e três entradas de dados, sendo uma do sinal da turbina e outras duas de botões para calibração direta. Todo o processamento do sinal se encontra nos algoritmos do software gravado no micro-controlador, que também controla a maneira como os dados são mostrados ao usuário. A alimen-tação do circuito pode ser qualquer tensão na faixa de 6 a 35 Volts, corrente contínua. O controlador foi programado para um intervalo de medição de aproximadamente 7 segun-dos, que é um tempo suficiente para que o número de pulsos na vazão mínima permita uma reso-lução satisfatória. O tempo exato não é importante e não foi calculado, visto que a calibração leva em conta estes fatores, que não entram nas contas que o processador realiza. 3.3 Calibração A calibração é um passo essencial para medir e interpretar corretamente os valores forne-cidos pelo instrumento. Através de uma vazão conhecida e o número de pulsos captados pelo sensor encontra-se uma equação que relaciona esses elementos. A vazão de referência é obtida através da medida de volume de água em um recipiente de aproximados 4 litros e do tempo necessário para encher esse recipiente. O volume é medido a-través da medida de peso do conteúdo do recipiente usando uma balança, medida esta que é transformado em volume através do valor da densidade da água. Com as medidas de volume e tempo para diferentes situações chega-se a uma curva de calibração, de onde obtemos o fator K do medidor.

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4. VALIDAÇÃO

O valor de uma divisão de um instrumento pode dar uma idéia bastante boa sobre sua repe-titividade, que é intrínseca ao seu projeto. Em princípio, na ausência de informações oriundas da calibração, isto é, comparação de seu desempenho com o do padrão e indiretamente reportando-se a escala da grandeza em questão, pode-se considerar a menor divisão como sendo igual a duas vezes o desvio padrão (nível de confiabilidade de 95,45 %). Alguns consideram até a metade do valor de uma divisão para este indicador.

Em princípio, pode-se subdividir o valor de uma divisão em quantas partes forem deseja-das e possíveis, até o limite da reso1ução do instrumento, que está associada ao menor incremen-to da grandeza medida a que o mesmo responde. Isto não quer dizer que se tenha aumentado a confiabilidade da medida com o instrumento citado. As flutuações aleatórias de leitura, associa-das a sua repetitividade, podem ser maiores do que esta resolução, indicando que este procedi-mento talvez seja desnecessário. Entretanto, quando se fazem várias leituras para uma mesma medição, com o valor verdadeiro estimado a partir da média então calculada, este procedimento pode ser justificado. A teoria estatística mostra que nestes casos a incerteza da determinação da média é reduzida por um fator igual à raiz quadrada do número de medições usadas para a sua determinação. Teoricamente, quando o número de medições se toma muito grande, a estimativa da média se aproxima do valor verdadeiro µ chamado de média. Em outras palavras a incerteza da média se aproxima de zero. Na prática, o limite inferior desta incerteza é a resolução do ins-trumento, dai justificando a subdivisão de do valor de uma divisão.

Pode-se claramente ver que o número de medições realizadas determina a incerteza do processo metrológico. Assim, baixas incertezas de medição podem ser conseguidas com sistemas de medição de baixa repetitividade, desde que se aumente o número de leituras aleatórias. Infe-lizmente, na prática, apenas uma medição é realizada de cada vez, o que faz com que instrumen-tos com alta exatidão (em relação à incerteza desejada) sejam selecionados para a tarefa metro-lógica.

Os instrumentos utilizados para as medições foram uma balança com incerteza de 1% do fundo de escala (0-5000g) e um cronômetro com incerteza desprezível. O processo de calibração foi realizado de forma não muito confiável, devido a falta de estrutura apropriada, portanto foi considerado uma incerteza de 1 desvio.

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5. RESULTADOS

Os dados foram adquiridos experimentalmente e processados em uma tabela Excel. Foram tomadas 5 amostras da frequência medida pelo circuito processador para cada vazão diferente medida. A partir dos valores de volume e tempo foram calculadas as vazões para todas as amos-tras, conforme a Tabela 2.

Para o cálculo de incerteza de pequenas amostras é usada a distribuição t de Student:

(2) Onde s é o desvio padrão, n é o número de amostras e t é um número retirado da tabela de

valores para distribuição t de Student para um grau de liberdade v = n – 1:

Tabela 1 – Valores t para distribuição t de Student

(Fonte: SCHNEIDER, PAULO S., Apostila da disciplina de Medições Térmicas, UFRGS)

O número de amostras do número de pulsos foi de 5, então os graus de liberdade são 4, e o valor de t para um nível de confiabilidade de 95% é de 2,87. Com isso foram calculadas as incer-tezas do número de pulsos medido para todas as amostras, apresentadas na Tabela 2:

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Tabela 2 – Dados obtidos e calculados a partir dos ensaios feitos com a turbina experimental

Dados adquiridos Dados calculados

Volume [ml] tempo [s]

Média da

Frequência[ppi] Desvio padrão Vazão[ml/s] Vazão[l/min]

Incerteza da

frequência

0 0 0 0,0000 0,00 0,00 0,00

2094 64,63 76,60 0,8944 32,40 1,94 1,15

2528 77,4 78,00 1,0000 32,66 1,96 1,28

2871 49,9 144,80 1,3038 57,54 3,45 1,67

2987 51,17 144,60 1,1402 58,37 3,50 1,46

2785 38 180,80 1,4832 73,29 4,40 1,90

2912 39,52 177,80 2,7749 73,68 4,42 3,56

2839 30,26 225,20 1,4832 93,82 5,63 1,90

2731 29,08 224,20 1,6432 93,91 5,63 2,11

2655 22,93 270,80 0,8367 115,79 6,95 1,07

2381 20,41 269,60 1,8166 116,66 7,00 2,33

3134 23,6 309,00 1,7321 132,80 7,97 2,22

2647 19,76 304,60 2,3022 133,96 8,04 2,95

2159 13,85 352,80 1,0954 155,88 9,35 1,41

1954 12,37 353,20 1,6432 157,96 9,48 2,11

2206 12,93 393,80 1,7889 170,61 10,24 2,30

2116 11,32 422,40 1,5166 186,93 11,22 1,95

2389 11,28 458,00 1,8708 211,79 12,71 2,40

2310 10,87 455,40 2,3022 212,51 12,75 2,95

2188 9,85 496,40 2,0736 222,13 13,33 2,66

2327 10,3 496,40 2,0736 225,92 13,56 2,66

A incerteza do valor medido é a maior incerteza dentre os valores calculados, que ocorreu

para uma frequência de 177,8 pulsos por intervalo:

uf = 3,56 pulsos (3) Os dados da Tabela 2 foram reunidos em um gráfico relacionando vazão e frequência e

neste gráfico foi traçada uma curva de tendência linear, como mostra a Figura 9.

Figura 9 – Curva de calibração experimental do medidor

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O medidor construído é do tipo turbina, que apresenta uma resposta linear cruzando a ori-gem, conforme a equação (1), e a partir da curva de calibração obtemos o fator de mérito do me-didor, K. A equação da curva de calibração (que na realidade é uma reta) é:

y = 0,0266x (4)

Onde ‘y’ é a vazão e ‘x’ é a freqüência de pulsos. Substituindo ‘x’ por K e ‘y’ por 1, ob-temos o fator de mérito:

(5)

Sabemos que a equação característica de um medidor de vazão do tipo turbina é a equação (1):

Então, substituindo K pelo fator de mérito da turbina chegamos à equação de vazão em relação à freqüência de pulsos:

(6)

Onde ‘f’ a freqüência de pulsos, e Q(f) é a vazão em litros por minuto. Com a equação (6) e sabendo que o número de pulsos é sempre um número inteiro, pode

ser calculada a resolução do sistema de medição, que será a variação da vazão quando ocorre a menor variação do número de pulsos, que é 1.

uk = Resolução = 0,0266 x 1 = 0,0266 litros/min. (7) A incerteza de medição reflete a falta de conhecimento completo do valor de um mensu-

rando. Constata-se que medições feitas aparentemente iguais mostram variações, mesmo após se atender a todas as fontes de variabilidades. Há um conjunto de razões para essas variações, mas não é possível determiná-las. O mensurando é sempre afetado por diversos acontecimentos que ocorrem no universo e fogem ao conhecimento humano.

Quando as grandezas de entradas são correlacionadas, ou seja, dependentes entre si, a in-certeza combinada pode ser determinada da seguinte:

(8)

Onde é o operador diferencial parcial e indica a equação derivada de Y em relação à x. Re-solvendo os operadores diferenciais para a equação da vazão (6) obtemos:

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Onde f é o valor de freqüência de fundo de escala (400ppi, que equivale a aproximadamen-te 10,6 litros/min). Substituindo os valores conhecidos na equação (8) chegamos ao seguinte re-sultado:

(9)

Que é a incerteza de medição do valor de vazão medido para a freqüência de fundo de es-cala para um intervalo de confiança de 95%.

6. CONCLUSÃO

Neste trabalho foi construído um medidor de vazão do tipo turbina, capaz de medir vazões na faixa estipulada de 2 a 10 litros/min. com boa precisão. A incerteza de medição de 0,095 li-tros/min é baixa devido à boa taxa de amostragem do processador eletrônico. O medidor foi Ca-paz de realizar medidas precisas para a vazão máxima de uma torneira residencial, que foi de aproximadamente 17 litros/min, portanto, a rangeabilidade do medidor é bastante elevada, con-firmando as características deste tipo de medidor. Na construção da parte mecânica do medidor (rotor, eixo, carcaça) foram utilizados somen-te materiais comuns e facilmente encontrados em residências e, com muita criatividade, montado de forma simples de modo que o escoamento provoque o giro do rotor com pouca perda de car-ga. Na captação da rotação foram utilizados conhecimentos em eletrônica e algoritmos de pro-gramação. Apesar de responder de forma satisfatória, o protótipo ainda poderia ser aperfeiçoado. Al-gumas possíveis modificações que melhorariam a turbina são:

• Um estudo na rigidez e na hidrodinâmica das pás • Substituição dos mancais (onde existe atrito) por meios magnéticos • Substituição do sensor ótico externo por um sensor interno de modo que o rotor perma-

neça na sua totalidade dentro da carcaça • Otimização do diâmetro do rotor de modo a garantir a maior velocidade possível do rotor,

o que também diminuiria a perda de carga • Utilização de materiais mais adequados, como teflon, para diminuição do atrito • Otimização do formato da carcaça de modo a diminuir a perda de carga

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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS [1] SCHNEIDER, PAULO S., Apostila da disciplina de Medições Térmicas, UFRGS.

[2] INMETRO, SBM, Guia para expressão da incerteza de medição. ABNT, Rio de Janei-ro, 1998. 120p

[3] COSTA E SILVA, CLAUDIO BARREIROS, 2004. “Incerteza na medição de vazão:

uma técnica simples, ma poderosa, para aumentar a produtividade, minimizar desperdícios e re-duzir vazamentos para o meio ambiente”, Petrobrás, boletim técnico.

[4] PIC16F676, Microchip PIC16F676 microcontroller Data Sheet, Disponível em:

<http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/40039F.pdf> Acesso em: 1 jun. 2010. [5] RIBEIRO, MARCO ANTÔNIO, “Instrumentação”, 9ª edição. [6] SENAI, “Medição de vazão”, Centro tecnológico de eletroeletrônica “César Rodri-

gues”.

ANEXO Tabela de avaliação: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Capacidade de leitura na faixa indicada

Perda de carga

Incertezas Criatividade Conformidade com as nor-mas de reda-ção do con-curso