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 óleo 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 utilizado por sua durabilidade e simplicidade em diversas aplicações de gerenciamento de combustível. O combustível pode ser gasolina, petróleo, diesel, querosene, GLP, biocombustíveis e assim por diante. O medidor de vazão de engrenagem oval é um tipo típico de medidor de vazão mecânico de diesel .

Princípio do medidor de vazão mecânico de diesel

Um medidor de vazão mecânico de 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. À medida que os componentes internos se movem, eles deslocam um volume definido de fluido, e a vazão total 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 a um indicador, que então movimenta 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, um medidor de vazão de combustível mecânico amplamente utilizado 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 diversas regiões.

Possui uma longa história e ampla aplicabilidade, com vantagens notáveis:

1. Alta Precisão de Medição: Alcança 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 retas a montante e a jusante do tubo.

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 números de Reynolds baixos, 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

No entanto, 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 vazão, os 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, resultando em custos de fabricação mais elevados.

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

3. Suscetibilidade a Variações na Vazão: Alterações frequentes na vazão podem danificar as peças rotativas. É fundamental evitar a abertura ou o fechamento repentino de válvulas próximas ao medidor de vazão a 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 utilizado e confiável devido à sua alta precisão e longa vida útil. 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 de total cumulativo ou opção com função de total reajustável, como mostra a imagem abaixo.

Análise de erros do medidor de vazão de combustível mecânico

Para realizar uma análise precisa de erros em medidores mecânicos de vazão de combustível, é necessário considerar diversos fatores críticos. Supondo que a precisão da usinagem e os padrões de montagem sejam mantidos, as principais fontes de erros sistemáticos incluem vazamentos ou deslizamentos, que surgem devido à folga entre o elemento de medição (como um rotor, raspador ou pistão) e a cavidade interna da carcaça. Outro fator significativo é a alteração no volume da câmara de medição, que pode ocorrer devido à deformação da carcaça causada pela pressão do fluido, estresse mecânico e flutuações de temperatura.

O vazamento é influenciado pelo tamanho da folga, pela viscosidade do fluido e pelo 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 invólucro). Embora minimizar a folga possa reduzir o vazamento, também aumenta a complexidade da fabricação e corre o risco de travar 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 aumento da resistência rotacional agravam 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.

Se a viscosidade do fluido medido se desviar significativamente daquela do fluido de calibração, a margem de erro do medidor de vazão aumentará. Para atenuar isso, calibrar o medidor de vazão com fluidos de viscosidades variadas — tanto inferiores quanto superiores à do 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, especialmente para aplicações como medição de produtos de óleo combustível, comércio e contabilidade de materiais, é preciso considerar cuidadosamente a necessidade de 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 a precisão adequada. 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 diferencial na entrada e na saída do filtro. Essa configuração permite a limpeza oportuna do filtro quando um aumento significativo na diferença 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 mecânico de combustível.
  
  
• 2. Direção do Fluxo e Considerações sobre o Bypass: Medidores de vazão de combustível mecânicos de deslocamento positivo normalmente permitem o fluxo de fluido em apenas uma direção. Portanto, quando o fluxo reverso for necessário (por exemplo, durante a varredura da linha), uma tubulação de bypass deve ser instalada para evitar danos ao medidor de vazão de combustível devido ao fluxo reverso. Para facilitar a manutenção, como a limpeza do filtro ou do medidor de vazão sem interromper o fluxo ou a produção do fluido, recomenda-se a instalação de uma tubulação de bypass paralela que possa ser aberta conforme necessário. Os acessórios correspondentes devem ser cuidadosamente selecionados e adquiridos.

• 3. Prevenção de Bloqueios e Comutação Automática: Impurezas no combustível podem obstruir o rotor do medidor de vazão volumétrico, potencialmente interrompendo o fluxo do fluido e levando a interrupções no processo. Nesses casos, um sistema de comutação automática deve ser incorporado. A instalação de 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 comutação automática ao especificar o medidor de vazão.
  
  
• 4. Vazão e Integridade Mecânica: Considerando que este tipo de medidor de vazão consiste em múltiplas peças móveis, operar em velocidades excessivamente altas pode causar danos mecânicos. Portanto, ao selecionar as especificações do medidor de vazão de óleo combustível, é importante não operar o sensor de vazão de combustível nos extremos superior ou inferior de sua faixa de vazão, pois isso pode comprometer a precisão. A faixa de operação recomendada é entre 20% e 80% do limite superior de vazão do medidor. Se for difícil equilibrar o diâmetro do medidor de vazão de combustível e a faixa de vazão, deve-se priorizar a manutenção da faixa de trabalho ideal de vazão, com ajustes feitos no diâmetro da seção de medição, se necessário (por exemplo, usando uma junta redutora).
  
  
• 5. Manuseio de Meios Especiais: Para meios especiais, como fluxos bifásicos ou fluidos corrosivos, deve-se escolher um medidor de vazão volumétrico especializado. No entanto, deve-se observar que as especificações disponíveis para esses medidores costumam ser limitadas. Nos casos em que as opções padrão não sejam 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, idealmente em ambientes internos. Se for necessária a instalação em ambientes externos, deve-se utilizar um invólucro de proteção para mitigar os efeitos da exposição ambiental. Para locais com requisitos à prova de explosão, selecione um medidor de vazão que atenda às classificações de proteção 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 ou diesel. Se necessário, instale uma válvula de retenção para evitar o fluxo reverso, exceto nos casos em que um medidor de vazão bidirecional seja projetado especificamente para tais fins. 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 a tubulação totalmente cheia durante a operação. Ao conectar o medidor de vazão à tubulação, evite aplicar estresse mecânico à carcaça do medidor que possa causar deformação. A tubulação deve ser firmemente apoiada para evitar movimento, e deve ser fornecida folga suficiente ao redor do medidor de vazão para acesso de manutenção.

3. Testes de pré-instalação: Para medidores de vazão de combustível utilizados em aplicações comerciais ou de medição de precisão, o desempenho metrológico deve ser verificado antes da instalação. O medidor de vazão de diesel só deve ser instalado após a confirmação de sua precisão e a garantia de 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, se necessário.

5. Compensação para Condições Padrão: Medidores de vazão volumétricos medem a vazão volumétrica de combustível sob condições operacionais reais (pressão e temperatura). No entanto, as medições frequentemente precisam ser reportadas como vazão volumétrica ou mássica sob condições padrão. Isso requer a medição simultânea de temperatura e pressão, com os sinais alimentados em um instrumento de exibição compensadora para calcular e exibir os valores de vazão corrigidos sob condições padrão (tipicamente 20 °C e 1 atmosfera padrão). Os usuários devem ser particularmente cautelosos ao interpretar as leituras do medidor de vazão para gases, pois a precisão fica comprometida sem compensação de temperatura e pressão.

6. Manutenção: Devido à presença de inúmeras peças móveis, a lubrificação regular dos rolamentos e pontos de engate das engrenagens é essencial para manter a flexibilidade, a precisão e a vida útil do mecanismo de transmissão. Com o tempo, os 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 possíveis problemas 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 ótimas condições de funcionamento.

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, travamentos e desgaste. Para monitorar essas condições, um manômetro diferencial deve ser instalado na entrada e na saída do medidor de vazão. Use a leitura da pressão diferencial na vazão máxima durante a operação normal como referência para o monitoramento. Se a pressão diferencial se tornar excessiva na vazão máxima, o medidor de vazão de combustível pode precisar de inspeção.

9. Suporte do fabricante do medidor de vazão de combustível: Dada a diversidade de modelos de medidores de vazão volumétricos e os potenciais modos de falha, é crucial revisar atentamente o manual do usuário. Em caso de 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 lacre ou trava. O período de verificação deve ser claramente definido e o medidor deve ser calibrado regularmente com um padrão de precisão mais elevado, possivelmente em uma estação de medição certificada.