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Medio de Vazo Define-se vazo com sendo a quantidade volumtrica, mssica ou gravitacional de um fluido que passa atravs de uma seo de uma tubulao ou canal por unidade de tempo.

Conceitos Fsicos Bsicos1- Calor Especfico-Quociente da quantidade infinitesimal de calor fornecido a uma unidade de massa de uma substancia pela variao infinitesimal de temperatura resultante deste aquecimento.

2- Relao do Calor especfico ( k) a relao do calor especfico de um volume constante e o calor especfico da presso constante. K= Cp/ Cv Cv;Cp J/Kg.k

3- Viscosidade- Resistncia ao escoamento de um fluido em um duto qualquer 3-1 Viscosidade absoluta ou dinmica -atrito interno em um fluido, que se ope ao movimento relativo de suas moleculas e ao movimento de corpos slidos que nele estejam 3-2 Viscosidade cinemtica Relao entre a viscosidade absoluta e a massa especfica de um fluido tomados mesma temperatura.

4-Tipos de escoamento - Laminar - Turbulento 5- Nmero de Reynolds - Determina o tipo de escoamento de um fluido em um duto (turbulento ou laminar)

V D Re = v

REGIME LAMINAR

REGIME TURBULENTO

4 - TIPOS E CARACTERSTICAS DOS MEDIDORES DE VAZO Existem trs tipos fundamentais de medidores de vazo: indiretos, diretos e especiais. Tubo Pitot 1 - Medidores indiretos utilizando fenmenos intimamente relacionados a quantidade de fluido passante I - Perda de carga varivel (rea constante) Tubo de Venturi Tubo de Dall Annubar Placa de orifcio

II - rea varivel (perda de carga constante) I - Deslocamento positivo do fluido 2 - Medidores diretos de volume do fluido passante II Velocidade pelo impacto do fluido Eletromagnetismo 3 - Medidores especiais Vortex Ultra-snico Calhas Parshall Coriolis

Rotmetro

Disco Nutante Pisto flutuante Rodas ovais Roots Tipo Hlice Tipo turbina

Medio de Vazo por Perda de Carga Varivel Considerando-se uma tubulao com um fluido passante, chama-se perda de carga dessa tubulao a queda de presso sofrida pelo fluido ao atravess-la. As causas da perda de carga so: atrito entre o fluido e a parede interna do tubo, mudana de presso e velocidade devido a uma curva ou um obstculo, etc. Os diversos medidores de perda de carga varivel usam diferentes tipos de obstculos ao fluxo do lquido, provocando uma queda de presso. Relacionando essa perda de presso com a vazo, determina-se a medio de vazo pela seguinte equao:

P1 Tp Q= K p Pp T1

Tubo de Pitot

Annubar

Tubo Venturi Os fluido sob presso, na passagem atravs de tubos convergentes ganham velocidade e perdem presso , ocorrendo o oposto em tubos divergentes

Placa de orifcio

Tipos de placas de orificio - Orificio concentrico

- Orificio Excntricos

- Orifcio Segmental

- Tomada de impulso em placa de orifcio - tomada de Flange

-

Tomada de Vena Contracta

-

Tomada de Tubulao

-

Tomada de Canto

Dimensionamento de placasOs seguintes pontos devem ser analisados: A - caractersticas do fluido A1 - impurezas ou materiais em suspenso A2 - viscosidade A3 - caracterstica erosiva A4 - possibilidade de incrustao B - caractersticas de processo B1 - perda de carga possvel B2 - presso diferencial disponvel C - caractersticas da instalao C1 - disponibilidade de trecho reto C2 - forma da canalizao (tamanho, forma) D - outras D1 - preciso necessria D2 - consideraes econmicas D3 - necessidade de instalao em carga

Formas de ClculoDados de Entrada Vazo mxima (QL) Parmetro do fluido (P, T, etc.) Caractersticas geomtricas (D, etc.) Presso diferencial (p) Valor Calculado > d

Formas de ClculoDados de Entrada d Vazo mxima (QL) Parmetro do fluido (P, T, etc.) Caractersticas geomtricas (D, etc.) Valor Calculado > Presso diferencial (p)

Formas de ClculoDados de Entrada d Parmetro do fluido (P, T, etc.) Caractersticas geomtricas (D, etc.) Presso diferencial (p) Valor Calculado > Vazo mxima (QL)

Formula de clculo de placa para lquidosOnde: N=0,012522- Nmero para adequao de unidade QL = m3/h - vazo mxima de leitura L = kgf/m3 - peso especfico D = mm - dimetro da linha P = mmH2O - valor da presso diferencial correspondente ao mximo valor do transmissor

Q L . L2 CE . =

N . D 2 . Fa . P . p

Formula de clculo de placa para Lquidos - Nmero de Reynold

R DU

353 .400 xQ UL x L = D .. p

Onde: QUL = m3/h L = kgf/m3 = cst D = mm

Escolha da presso diferencial e da relao Beta 1- Na prtica recomenda-se o valor de beta entre os valores de 0,5 a 0,7

2- Valores de presso diferencial utilizados em SiderurgiaFluido G ases em baixa presso G ases pressurizados Lquidos Vapor R esum o das presses diferenciais 50 P resso d iferencial m m H 2 O 50 500 1000 1000 150 150 1000 2500 5000 1000 2500 2500 5000 500 2500 5000

Transmissor de Vazo por Presso Diferencial

Os transmissores de vazo por presso diferencial se baseiam nos mesmos princpios fsicos utilizados na tecnologia de medio de presso. Assim, so utilizados os tipos piezoeltrico; strain-gauge, clula capacitiva,Silcio Ressonante etc..., para medir a presso diferencial imposta por um elemento deprimogenio cuidadosamente calculado para permitir a obteno da faixa de vazo que passa por um duto . Como a presso diferencial relativamente baixa, as faixas de medio destes transmissores so expressas normalmente em mmH2O, kPa ou polH2O.

Relao entre p e Vazo

Aplicaes do transmissor de Presso

Desempenho do Elemento SensorItens a serem Compensados Histerese No Linearidade Temperatura Presso Esttica Analgico Digital

x

x

Baixa Histerese a caracterstica mais desejvel em um SensorHisterese do Elemento Sensor Elemento Sensor Metal Silicio Sem Histerese

: Pode ser compensado com Preciso : Pode ser compensado X : No pode ser compensado Grande Histerese

Capacidade Multi-Sensora do FTDiagnstico Transistor Temperatura do Circuito Temperatura da Capsula Sensor semicondutor Presso Esttica Presso Diferencial

Medio de Vazo de GasesEvitar pontos baixos

X

Vlvulas de Bloqueio

TRANSMISSOR

FTManifold 3-vias

Plugs Vlvulas de Vent

Vlvulas de Bloqueio Orifcio

Manifold 3-vias

Tomadas na posio superior para aplicao em Gases

FTTRANSMISSOR

Vlvulas de Dreno Plugs

Medio de Vazo de LquidosEvitar pontos altos Orifcio

X

TRANSMISSOR

FTVlvulas de Bloqueio Manifold 3-vias

Plugs Vlvulas de Vent Tomadas na posio inferior para aplicao em Lquidos

FTTRANSMISSOR

Vlvulas de Dreno Plugs Vlvulas de Bolqueio

Medio de Vazo de VaporVlvulas de Bloqueio Orifico Pote de Condensado

Tomadas na posio superior para aplicao em Vapor Manifold 3-vias TRANSMISSOR

FT

Vlvulas de Dreno Plugs

Terminal PorttilRELATRIO DATA: NOME:

F1 F2 F3 F4

ENTER

Operao On Line sem perturbao da malha de controle

Medidores por rea varivel Rotmetros

Referencia para leitura de Vazo com Rotmetro

Instalao de Rotmetros

Disco Nutnte

Medidores por Velocidade de Impacto do Fluido

Medidor Tipo Turbina

Medidores Tipo Eletro-magntico

Magnetic Flowmeters

Principio de Operao

Fora EletroMotiva (E)Eletrodos Tubulao (D) Campo Magntico (B) Velocidade do Fluido (V) E = B * V * Corrente de Excitao

D

Alimentao AC ou DC

4

Magnet Flowtube

Construo MecnicaElectrode SealingExposed Electrode Seal Extruded Liner Construction Un-Retained Liner Superior Electrode Seal Molded Liner Construction Mechanically Retained Liner

Electrode Conventional Electrode

7

Fluidos medidos pelos Magnetic Flowmeter

Lquidos Condutivos Gas Lquidos Isolantes Vapor

Relao entre Excitao e Sinal de VazoExcitao AC Excitao Pulso DC Excitao por Dual Frequncia

Forma de onda da Excitao Forma Baixa de onda Vazo do sinal de Alta vazo Vazo

MAGNETIC FLOWMETERS Principio de OperaoAC Powered Excitation Lama Ruidos Estabilidade O de Zero Ruim X Bom Dupla Frequncia de Excitao Estabilidade de Zero O Bom Lama Ruidos O Bom Bom Pulsed DC Excitation Estabilidade de Zero O Lama Ruidos Ruim X

Magnetic Flowmeters

Principle of OperationComparison of excitation techniquesExcitation Excitation Zero Slurry Noise Technique Waveform Stability ImmunityAC powere (60 Hz) Pulsed DC Dua Frequency

Fast Power Response Consumption

= Excellent

= Good

= Fair

X = Poor

Linearizadores de fluidos

Medidores vazo mssica

Efeito de CORIOLISwall A M

V fluid velocity

W

path Bangular velocity

Mass M, moving from the centre to the edge of a rotating plate will take path B If mass M is guided by wall A, a Coriolis Force will be exerted on the wall.

Coriolis Force : Fc = - 2MVxW

Efeito de CORIOLIS

w angular velocity

v fluid velocitydeflection

Fluid flowing in a rotating elastic tube deflects the tube.

PRINCIPIO DE OPERAO

No Flow : Parallel Vibration

Mass Flow : Coriolis Twist

CONSTRUO do SENSOR de VAZO

Secondary Containment

Excitation Driver A

Coriolis Twist Detection

Choice of flange sizes

Temperature sensor

Section A - A

Outer Box

Inner Box A

Equaes matemticasEquao da Vazo:

Ac 1 M = Sk A e fV

Ac = phase angle Ae

M Ac Ae Sk Sk(20C) fv Skt

= = = = = = = =

Mass flow rate Amplitude of coriolis oscillation Amplitude of excitation oscillation Sensor constant (calibration constant) Sk(20C) (1+Skt x (T-20 temperature correction C)) Sensor constant at 20 C Excitation frequency temperature correcti