Existem várias maneiras de medir o fluxo volumétrico usado pela maioria dos engenheiros, ao contrário da medição do fluxo de massa que não é generalizada e compreendida. Como medir as taxas de fluxo de massa diretamente e destacar os recursos aplicáveis de certos medidores de fluxo de massa disponíveis para empresas é o que este artigo irá explicar.
Tipos de
medidor de fluxo de massa eletrônico e princípios de operação
Os tipos de medidores mais utilizados são: medidor de vazão com pressão diferencial (medidor de vazão DP), medidor de vazão Coriolis e medidor de vazão com massa térmica de gás
Medidor de Vazão por Pressão Diferencial para medição de vazão mássica
Envolve o uso de uma obstrução como um disco que possui um orifício com um diâmetro específico que é colocado dentro de uma região de fluxo laminar e, em seguida, a pressão do fluido é medida em ambos os lados. Haverá pressão mais alta no lado a montante, enquanto a diferença de leitura é considerada em relação à distância que existe entre esses 2 pontos de leitura, viscosidade, diâmetro do tubo e vazão volumétrica, de acordo com a configuração conforme a equação de Poiseuille. As correções de pressão e temperatura são feitas para obter uma taxa de fluxo de massa padronizada. Os medidores de vazão DP são usados em conjunto com o totalizador eletrônico de vazão, que calcula a vazão mássica por informações de vazão, temperatura e pressão. Atualmente, a Silver Automation Instruments desenvolve medidor de vazão balanceado, que é um tipo de medidor de vazão DP avançado e pode ser usado em muitas aplicações difíceis, como medição de vazão de fluidos de alta temperatura ou alta pressão.
O medidor de fluxo de massa Coriolis para medir o fluxo de massa da mídia
A medição de massa usando
medidores de fluxo de massa Coriolis envolve inércia. O processo inclui um gás ou líquido denso que flui através de um pequeno tubo vibratório do atuador. À medida que acelera, exerce uma força de torção calculável que afeta o tubo na proporção da massa. A especificação da vazão mássica não requer nenhum conhecimento sobre a vazão do fluido interno. Medidor eletrônico de fluxo de massa coriolis com display digital para mostrar fluxo de massa de fluidos, fluxo total, valor de densidade, também pode ter frequência, 4-20mA, comunicação RS 485, mesmo com os protocolos Hart.
Medidor de fluxo de massa térmico para medir o fluxo de massa de gás
Eles vêm em dois modelos: Estes são inseridos na sonda juntamente com os tubos de amostra aquecidos. Sua massa é gerada com base na capacidade específica do calor do fluido que eles têm, negando, portanto, variações na densidade. Os medidores de fluxo de massa térmica funcionam bem com baixas taxas de fluxo de gás.
Para usar um medidor de fluxo de massa térmico, considere que ele pode ser influenciado pelo seguinte:
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Condensação da umidade no detector de temperatura: A umidade pode ser gerada por gases saturados, causando más leituras e, portanto, corrosão.
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Acúmulo de partículas: se o sensor de fluxo de gás for afetado pela acumulação de resíduos, dificultando a transferência de calor, isso pode resultar em leituras baixas.
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Erro específico de suposição de capacidade de calor: Isso provém de variações na composição do gás.
Além disso, leva um tempo para os medidores térmicos de fluxo de massa atingirem um estado de temperatura operacional estável. Os medidores eletrônicos de fluxo de massa térmica são padrão com display digital, saída de 4-20mA, saída RS485 e saída de pulso, fonte de alimentação de 24V DC ou 220V AC.
Embora os medidores de vazão mássica Coriolis sejam considerados os mais precisos, há tendência a erros provenientes de bolhas no líquido. Tais erros vêm com "salpicos" dentro do tubo, o que faz barulho e altera a energia necessária para que o tubo vibre. Com cavidades grandes, a energia de vibração necessária do tubo aumenta extremamente, levando a falhas absolutas. Além disso, a separação de fluido em líquido e também em gás gera um efeito impeditivo na vibração do tubo
Os medidores de vazão mássica são adequados para
a medição de gases e vazões de ar . Seu uso é amplo em:
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Processamento químico
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Detecção de filtro e vazamento
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Monitoramento do ar da instalação de energia nuclear
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Medição de gás de processo semicondutor
Aplicações adicionais comuns usadas para medidores de fluxo de massa térmica são análises laboratoriais, como cromatografia em fase gasosa.
Sendo a técnica mais precisa e mais cara, os medidores de vazão Coriolis são o tipo de medidor usado predominantemente, aplicado para aplicações científicas que envolvem a medição de corrosivos, gases e líquidos limpos. Eles também aparecem em:
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Processamento químico
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Petróleo e óleo
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Manuseio de águas residuais
Os medidores usados no processamento de celulose e papel são projetados com um tubo reto e a limpeza é mais fácil. Portanto, eles são preferencialmente utilizados para aplicações de bebidas e alimentos, bem como produtos farmacêuticos. Quando se trata de lidar com polpas como nas operações de mineração, elas são eficazes.
Aprendizado
A medição indireta das vazões mássicas por pressão diferencial também é possível diretamente com um medidor, aplicando o
medidor de vazão de efeito Coriolis . Também pode trabalhar com capacidade de calor específica.
Os medidores de fluxo de massa Coriolis fazem a medição mais alta e precisa para o maior número de líquidos, no entanto, eles são caros. O benefício de usá-los inclui não exigir o conhecimento sobre o fluido que está sendo transportado.
Os medidores de fluxo de massa térmica são menos precisos; no entanto, eles ainda empregam uma técnica direta de medição. Eles exigem conhecimento sobre a capacidade térmica específica do fluido.
Os medidores de vazão de pressão diferencial produzem uma medição indireta que deriva da equação de Poiseuille e deve ser alterada tanto para a pressão do fluido quanto para a temperatura. Isso é bastante aplicável no caso de fluido incompressível.
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