Medidor de vazão mecânico de diesel

O que é medidor de vazão mecânico de diesel?

Um medidor de vazão mecânico de diesel mede o volume de combustível diesel que passa por ele usando peças móveis como engrenagens ovais. Ele fornece uma medição física direta sem componentes eletrônicos ou fonte de alimentação, frequentemente usado por sua durabilidade e simplicidade em várias aplicações de gerenciamento de combustível. O combustível pode ser gasolina, petro, diesel, querosene, GLP, biocombustíveis e assim por diante.

Princípio do medidor de vazão mecânico de diesel

Um medidor de vazão mecânico a diesel opera como um medidor de vazão de deslocamento positivo. Ele mede o fluxo de combustível capturando e deslocando um volume fixo de combustível a cada ciclo de seus componentes móveis. Conforme os componentes internos se movem, eles deslocam um volume definido de fluido, e a taxa total de fluxo de combustível é determinada pela contagem do número de deslocamentos.

Cada ciclo do elemento móvel desloca um volume . Se o componente móvel for concluído ciclos, o volume total de combustível que passou pelo medidor de vazão é calculado por:

O movimento mecânico do componente é transmitido por meio de um mecanismo de engrenagem para um indicador, que então move o ponteiro em um mostrador. Este mostrador exibe o volume total de combustível que passou pelo medidor de vazão.

Vantagens e desvantagens do medidor de vazão de combustível mecânico

O medidor de vazão de engrenagem oval é um tipo de medidor de vazão de deslocamento positivo que é um medidor de vazão de combustível mecânico amplamente usado que mede o fluxo de óleo combustível capturando repetidamente um volume fixo. Conhecido por seu fluxo unidirecional, é chamado de "medidor de vazão de deslocamento positivo" em várias regiões. Ele ostenta uma longa história e ampla aplicabilidade, com vantagens notáveis:

1. Alta precisão de medição: atinge um erro relativo de ±0,1% a ±0,5%. A precisão do medidor de vazão de engrenagem oval permanece inalterada pelo tipo de óleo combustível, viscosidade, densidade, número de Reynolds ou comprimento das seções de tubo reto a montante e a jusante.

2. Ampla faixa de medição: o medidor de vazão de engrenagem oval é capaz de atingir uma precisão de 0,5 em uma faixa de 10. Ele fornece medições precisas de óleo combustível cumulativas, tornando-o adequado para aplicações de medição de materiais.

3. Eficaz em números de Reynolds baixos: mede combustível de alta viscosidade e baixa vazão com alta precisão, mesmo em condições de número de Reynolds baixo, podendo ser usado como medidor de vazão de combustível de alta viscosidade.

4. Seção curta de tubo reto ao instalar medidor de fluxo de combustível mecânico: funciona efetivamente no local com requisitos mínimos para seções de tubo reto a montante e a jusante.

Desvantagens do medidor de vazão de combustível mecânico

Entretanto, existem várias desvantagens associadas aos medidores de vazão de combustível do tipo deslocamento positivo que devem ser consideradas:

1. Volume e complexidade: para a mesma capacidade de fluxo, medidores de vazão de deslocamento positivo tendem a ser mais volumosos devido ao seu maior volume e ao maior número de componentes mecânicos. O processo de montagem é mais complexo, levando a custos de fabricação mais altos.

2. Sensibilidade a Contaminantes: Esses medidores de vazão de combustível são geralmente sensíveis a partículas e contaminantes no combustível. Instalar um filtro a montante pode aumentar a perda de pressão. Além disso, componentes como o rotor e o alojamento exigem limpeza periódica, o que aumenta os esforços de manutenção.

3. Suscetibilidade a Variações de Taxa de Fluxo: Mudanças frequentes na taxa de fluxo podem danificar as peças rotativas. É crucial evitar a abertura ou fechamento repentino de válvulas perto do medidor de vazão de diesel, pois tais ações podem levar a danos ao instrumento se não forem gerenciadas adequadamente pelo operador.

Apesar dessas limitações, os medidores de vazão de deslocamento positivo continuam sendo um instrumento de medição de vazão de combustível amplamente usado e confiável devido à sua alta precisão e longa vida útil. Eles são comumente empregados em indústrias como medição e comercialização de petróleo, manufatura leve, processamento de alimentos e outros setores.

Especificações técnicas do medidor de vazão de combustível mecânico

• Os principais parâmetros técnicos dos medidores de vazão volumétricos incluem: diâmetro nominal, fluido mensurável, faixa de vazão, precisão, pressão nominal, faixa de temperatura operacional, etc.
• Tamanho do medidor de vazão de combustível mecânico: de DN10 a DN250.
• Precisão: 0,5% (padrão) opção com 0,2%
• Faixa de temperatura do combustível: -20 ~120 ℃
• A viscosidade máxima do combustível é 4000 cp
• Material do medidor de vazão: opções de ferro fundido, aço fundido, aço inoxidável.
• Classificação de pressão: padrão 232 psi, pressão máxima de combustível é 914 psi.
• O mostrador pode ter função total cumulativa ou opção com função total reajustável, como mostra a imagem abaixo.

Análise de erro do medidor de vazão de combustível mecânico

Para conduzir uma análise precisa de erro de medidores de vazão de combustível mecânicos, é preciso considerar vários fatores críticos. Supondo que a precisão da usinagem e os padrões de montagem sejam mantidos, as principais fontes de erro sistemático incluem vazamento ou deslizamento, que surgem devido à folga entre o elemento de medição (como um rotor, raspador ou pistão) e a cavidade interna do alojamento. Outro fator significativo é a mudança no volume da câmara de medição, que pode ocorrer devido à deformação do alojamento causada pela pressão do fluido, estresse mecânico e flutuações de temperatura.

O vazamento é influenciado pelo tamanho da folga, viscosidade do fluido e o diferencial de pressão entre a entrada e a saída do medidor de vazão (que está relacionado à resistência ao movimento do elemento de medição, ao mecanismo de transmissão e à resistência ao fluxo do fluido dentro do alojamento). Embora minimizar a folga possa reduzir o vazamento, também aumenta a complexidade da fabricação e corre o risco de emperrar os componentes móveis ou, no mínimo, elevar a resistência. Portanto, a folga não pode ser minimizada indefinidamente. A resistência do rotor à rotação, que é superada pelo diferencial de pressão entre a entrada e a saída, juntamente com a perda de pressão causada pela viscosidade do fluido dentro da câmara de medição, contribui para o diferencial de pressão geral que impulsiona o vazamento de fluido através da folga. Fatores como aumento da folga, diminuição da viscosidade, aumento do diferencial de pressão, aumento da densidade e maior resistência rotacional, todos exacerbam o vazamento. Para medidores de vazão volumétricos de alta precisão, minimizar o vazamento é essencial, exigindo que o rotor gire livremente com torque de resistência mínimo, garantindo um pequeno diferencial de pressão, mantendo uma folga apropriadamente pequena e selecionando um fluido com viscosidade moderada.

Para minimizar a alteração de volume da câmara de medição devido à deformação do invólucro, podem ser adotadas diversas estratégias: aumentar a rigidez do invólucro para reduzir a deformação induzida pela pressão, selecionar materiais com coeficientes de expansão térmica baixos e próximos para o invólucro e o rotor e garantir a instalação adequada para evitar a deformação causada pelo estresse da instalação.

Se a viscosidade do fluido sendo medido desviar significativamente daquela do fluido de calibração, a margem de erro do medidor de vazão aumentará. Para mitigar isso, calibrar o medidor de vazão com fluidos de viscosidades variadas — tanto menores quanto maiores do que o fluido real — permite correções usando um método de interpolação durante a operação real.

Consideração sobre a seleção do medidor de vazão de combustível mecânico

Ao selecionar medidores de vazão volumétricos, particularmente para aplicações como medição de produtos de óleo combustível, comércio e contabilidade de materiais, deve-se considerar cuidadosamente para garantir desempenho e precisão ideais. As seguintes diretrizes devem ser observadas:

• 1. Requisitos de alta precisão: para aplicações que exigem alta precisão, é crucial selecionar um medidor de vazão de combustível com precisão apropriada. Se o fluido contiver impurezas, um filtro deve ser instalado a montante do sensor de vazão. Além disso, é aconselhável instalar um manômetro ou um manômetro de pressão diferencial na entrada e na saída do filtro. Essa configuração permite a limpeza oportuna do filtro quando um aumento significativo no diferencial de pressão é detectado. A seleção adequada de equipamentos auxiliares, como filtros, eliminadores de ar e válvulas de retenção, é tão importante quanto a seleção correta do próprio medidor de vazão de combustível mecânico.
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• 2. Direção do fluxo e considerações de desvio: Os medidores de vazão de combustível mecânicos do tipo deslocamento positivo geralmente permitem o fluxo de fluido em apenas uma direção. Portanto, quando o fluxo reverso é necessário (por exemplo, durante a varredura da linha), uma tubulação de desvio deve ser engatada para evitar danos ao medidor de vazão de combustível devido ao fluxo reverso. Para facilitar a manutenção, como a limpeza do filtro ou medidor de vazão sem interromper o fluxo ou a produção do fluido, é recomendável instalar um tubo de desvio paralelo que pode ser aberto conforme necessário. Os acessórios correspondentes devem ser cuidadosamente selecionados e adquiridos.

• 3. Prevenção de bloqueio e troca automática: impurezas no combustível podem obstruir o rotor do medidor de vazão volumétrico, potencialmente interrompendo o fluxo de fluido e levando a interrupções no processo. Em tais casos, um sistema de troca automática deve ser incorporado. Instalar um alarme de pressão diferencial entre a entrada e a saída do medidor de vazão pode alertar os operadores quando o rotor estiver obstruído, acionando a tubulação de desvio para garantir o fluxo contínuo de óleo combustível. Os projetistas devem incorporar um sistema de troca automática ao especificar o medidor de vazão.
• 4. Taxa de fluxo e integridade mecânica: Considerando que esse tipo de medidor de fluxo consiste em várias peças móveis, operar em velocidades excessivamente altas pode causar danos mecânicos. Portanto, ao selecionar as especificações do medidor de fluxo de óleo combustível, é importante não operar o sensor de fluxo de combustível nos extremos superior ou inferior de sua faixa de fluxo, pois isso pode comprometer a precisão. A faixa operacional recomendada é entre 20% e 80% do limite superior de fluxo do medidor. Se for desafiador equilibrar o diâmetro do medidor de fluxo de combustível e a faixa de fluxo, a prioridade deve ser dada à manutenção da faixa de trabalho de fluxo ideal, com ajustes feitos no diâmetro da seção de medição, se necessário (por exemplo, usando uma junta redutora).
• 5. Manuseio de mídia especial: Para mídia especial, como fluxos bifásicos ou fluidos corrosivos, um medidor de vazão volumétrico especializado deve ser selecionado. No entanto, deve-se notar que as especificações disponíveis para tais medidores são frequentemente limitadas. Em casos onde as opções padrão não são suficientes, pode ser necessário consultar o fabricante para discutir soluções personalizadas.

Instalação, uso e manutenção de medidor de vazão mecânico de combustível

Ao instalar e manter medidores de vazão de óleo combustível do tipo volumétrico, especialmente para aplicações que envolvem medições precisas, como entrega comercial ou padrão, a adesão às seguintes diretrizes é essencial para garantir desempenho preciso e longevidade:

1. Seleção do local de instalação: O local de instalação deve estar em conformidade com as diretrizes operacionais do medidor de vazão de combustível, sendo idealmente em ambientes internos. Se a instalação externa for necessária, um gabinete de proteção deve ser usado para mitigar os efeitos da exposição ambiental. Para locais com requisitos à prova de explosão, selecione um medidor de vazão que atenda às classificações à prova de explosão necessárias.

2. Precauções de instalação: Certifique-se de que a direção do fluxo indicada no medidor de vazão de combustível esteja alinhada com o fluxo real do fluido, como gasolina, diesel. Se necessário, instale uma válvula de retenção para evitar o fluxo reverso, exceto nos casos em que um medidor de vazão bidirecional for projetado especificamente para tais propósitos. Antes da instalação, a tubulação a montante deve ser completamente limpa, seguida pela instalação de um filtro e do medidor de vazão. Em certos casos, um eliminador de ar pode ser necessário. A válvula usada para regular o fluxo de diesel deve ser posicionada a jusante do medidor de vazão para manter uma tubulação totalmente cheia durante a operação. Ao conectar o medidor de vazão à tubulação, evite aplicar estresse mecânico ao alojamento do medidor que possa causar deformação. A tubulação deve ser apoiada com segurança para evitar movimento, e deve ser fornecida folga suficiente ao redor do medidor de vazão para acesso de manutenção.

3. Teste de pré-instalação: Para medidores de vazão de combustível usados em aplicações comerciais ou de medição de precisão, o desempenho metrológico deve ser verificado antes da instalação. O medidor de vazão de diesel deve ser instalado somente após confirmar sua precisão e garantir a operação dentro da faixa de vazão ideal, conforme indicado no certificado de calibração.

4. Comissionamento: Ao colocar o medidor de vazão de combustível tipo PD em serviço, abra e feche as válvulas gradualmente para evitar flutuações repentinas de pressão que podem danificar o instrumento de medição. Durante o uso inicial, verifique se a vazão real de combustível está dentro da faixa especificada para o medidor de vazão e ajuste as especificações do dispositivo do medidor de vazão, se necessário.

5. Compensação para condições padrão: medidores de vazão volumétricos medem o fluxo de volume de combustível sob condições operacionais reais (pressão e temperatura). No entanto, as medições geralmente precisam ser relatadas como fluxo de volume ou massa sob condições padrão. Isso requer medição simultânea de temperatura e pressão, com os sinais alimentados em um instrumento de exibição de compensação para calcular e exibir os valores de fluxo corrigidos sob condições padrão (tipicamente 20 °C e 1 atmosfera padrão). Os usuários devem ser particularmente cautelosos ao interpretar leituras de medidores de vazão para gases, pois a precisão é comprometida sem compensação de temperatura e pressão.

6. Manutenção: Devido à presença de inúmeras peças móveis, a lubrificação regular dos rolamentos e pontos de engrenamento das engrenagens é essencial para manter a flexibilidade, precisão e vida útil do mecanismo de transmissão. Com o tempo, filtros e eliminadores de ar devem ser limpos de detritos e sedimentos para manter sua eficácia.

7. Calibração e monitoramento: para manter a precisão da medição e detectar problemas potenciais precocemente, o medidor de vazão deve ser calibrado regularmente de acordo com os requisitos da autoridade de medição ou o período de validade do certificado de calibração. Se possível, limpe o interior do medidor de vazão periodicamente para garantir que ele permaneça em condições ideais de trabalho.

8. Monitoramento do rotor: Os componentes do rotor dos medidores de vazão volumétricos estão em contato direto com o fluido e giram em altas velocidades, tornando-os suscetíveis a bloqueios, contaminação, emperramento e desgaste. Para monitorar essas condições, um medidor de pressão diferencial deve ser instalado na entrada e na saída do medidor de vazão. Use a leitura da pressão diferencial no fluxo máximo durante a operação normal como uma linha de base para monitoramento. Se a pressão diferencial se tornar excessiva no fluxo máximo, o medidor de vazão de combustível pode exigir inspeção.

9. Suporte do fabricante do medidor de vazão de combustível: Dada a diversidade de projetos de medidores de vazão volumétricos e potenciais modos de falha, é crucial revisar completamente o manual do usuário. No caso de uma falha não identificada, entre em contato com o fabricante do medidor de vazão de combustível para obter assistência com reparos e calibração.

10. Prevenção de Disputas de Medição: Em aplicações de medição comercial, para evitar disputas, o departamento de metrologia deve proteger o mecanismo de ajuste de erro do medidor de vazão com um selo ou trava. O período de verificação deve ser claramente definido, e o medidor deve ser calibrado regularmente em relação a um padrão de precisão mais alto, potencialmente em uma estação de medição certificada.