Resposta rápida
O sensor de vórtice é a opção mais barata e simples para vapor limpo, gás ou líquido quando a vazão volumétrica é tudo o que você precisa. Ele requer um longo trecho reto de tubulação e não funciona abaixo de uma velocidade mínima. O sensor de Coriolis mede a vazão mássica diretamente, tem maior precisão e lida com fluidos viscosos, sujos ou multifásicos — mas custa mais, fica pesado acima de DN150 e ainda apresenta dificuldades quando o gás transporta quantidades significativas de líquido.
Como cada um mede o fluxo
Um medidor de vórtices coloca um corpo rombudo no fluxo. À medida que o fluido passa por ele, vórtices se desprendem em lados alternados, e a taxa na qual se desprendem é proporcional à velocidade. Conte essa frequência, multiplique pela área da seção transversal do tubo e você terá a vazão volumétrica. Nada se move dentro do tubo, e o sinal bruto não precisa da densidade.
Um medidor de Coriolis vibra um ou dois tubos em sua frequência natural. O fluido que se move através de um tubo vibratório cria uma força de Coriolis que torce ligeiramente o tubo. Essa torção se manifesta como uma defasagem entre as extremidades de entrada e saída, e essa defasagem é proporcional à vazão mássica. A mesma vibração também fornece a densidade, portanto, um único sensor fornece simultaneamente as leituras de vazão mássica, vazão volumétrica e densidade.
A diferença em uma frase: o vórtice infere o fluxo a partir da velocidade e precisa de uma área de tubo conhecida; o efeito Coriolis mede a massa diretamente e não se importa com o que a densidade está fazendo.
Pontos fortes e limitações de cada tecnologia
Medidor de vazão tipo vórtice:
- Ampla cobertura de fluidos: funciona com líquidos limpos, gases e vapor sem alterar o princípio de detecção.
- Como não há partes móveis no percurso do fluxo, falhas relacionadas ao desgaste são raras.
- Baixa queda de pressão em comparação com projetos de pressão diferencial
- Ponto zero estável a longo prazo, já que não há nada mecânico sujeito a desgaste.
- Apresenta dificuldades abaixo de um número de Reynolds mínimo; baixas vazões ficam completamente fora de sua faixa de operação.
- Necessita de um longo trecho reto de tubulação para manter o perfil de velocidade constante.
- Sensível à vibração da tubulação; instale longe das bombas ou utilize suportes rígidos.
- Não é adequado para fluidos de alta viscosidade, sujos ou multifásicos.
Medidor de vazão Coriolis:
- Medição direta do fluxo de massa, de modo que as alterações de densidade e viscosidade não distorçam a leitura.
- Processa pastas, fluidos de alta viscosidade e fluidos com pequenas partículas sólidas.
- Saída multiparâmetro: vazão mássica, vazão volumétrica, densidade e temperatura a partir de um único sensor.
- Não há exigência de instalação em linha reta; a orientação da instalação é flexível, desde que o tubo esteja cheio.
- Insensível à vibração externa por projeto
- Custo inicial mais elevado do que a maioria das outras tecnologias de fluxo.
- A geometria do tubo implica uma queda de pressão moderada, que aumenta com o diâmetro da linha.
- Os modelos de grande diâmetro tornam-se pesados e caros rapidamente, o que leva as grandes linhas de produção a adotarem outras tecnologias.
Comparação de núcleos: Silver Automation STLU Vortex vs SH-CMF Coriolis
| Parâmetro | Medidor de vazão tipo vórtice | Medidor de vazão Coriolis |
| O que mede | Vazão volumétrica (velocidade x área) | Vazão mássica direta, além de densidade e temperatura. |
| Precisão | ±1,0% (líquido), ±1,5% (gás/vapor) | ±0,1% a ±0,5% da leitura |
| Taxa de redução | 6:1 a 30:1 | 20:1 a 100:1 |
| Tubulação reta | Geralmente de 10D a 20D a montante, 5D a jusante. | Não é necessário para o próprio medidor; a verdadeira restrição é a montagem sem tensão. |
| Faixa de tamanho | DN25 a DN300 em linha; DN250 a DN1000 tipo de inserção | Diâmetros de DN1 a DN300 com passagem plena; tamanhos maiores ficam pesados e caros rapidamente. |
| Temperatura do meio | -40 °C a 250 °C padrão, até 300 °C estendido | -50°C a 350°C |
| Classificação de pressão | 1,6 / 2,5 / 4,0 MPa e outros | Até 32 MPa em tamanhos pequenos. |
| queda de pressão | Baixo, cerca de 1/4 a 1/2 de uma placa de orifício | Moderado, superior ao vórtice no mesmo tamanho de linha. |
| Custo | Mais baixo | Quanto mais alto, maior será o espaço, e o diâmetro do tubo também aumentará. |
Medidor de vazão tipo vórtice
medidor de massa por efeito Coriolis
Onde os dois realmente divergem: Vapor seco versus fluxo úmido ou bifásico
A maioria dos artigos comparativos para na tabela acima. A verdadeira questão de seleção na área é o que o fluido faz quando não é uma fase única e pura.
Para vapor seco, saturado ou superaquecido sem condensado significativo, o medidor de vórtice geralmente é a escolha prática. É o medidor mais barato, não precisa de compensação de temperatura e pressão para ser razoavelmente preciso em um gás com comportamento estável, e a tecnologia já possui décadas de experiência em serviço com vapor. O medidor de Coriolis também funciona, mas para vapor seco puro, muitas vezes é um medidor mais complexo do que o necessário para a aplicação.
O escoamento bifásico é onde ambas as tecnologias encontram dificuldades, embora de maneiras diferentes. Um medidor de Coriolis mede qualquer massa que se mova através do tubo. Quando um tampão de líquido passa, o medidor registra um pico de fluxo de massa que reflete o tampão, e não a vazão de gás subjacente. Ele não distingue entre "mais gás" e "um tampão de condensado". A frequência de desprendimento de um medidor de vórtice acompanha a velocidade do fluido, portanto, uma baixa concentração de líquido tem menos efeito na leitura do que se poderia esperar, mas gotículas ou filmes densos ainda perturbam o padrão de vórtice e alteram o número de Strouhal no qual o medidor se baseia. Nenhum dos dois medidores oferece uma solução definitiva para o arraste significativo de líquido em uma linha de gás.
A solução prática é a separação a montante, não um medidor melhor. Se o arraste de líquido for um problema conhecido, um separador de líquidos ou um separador de líquidos antes do medidor de vazão resolve o problema mais do que a simples troca da tecnologia do medidor. Se a separação não for possível e o teor de líquido for significativo, espere uma precisão reduzida em ambas as tecnologias e especifique o medidor de acordo, ou considere projetos de pressão diferencial desenvolvidos para serviço em ambientes úmidos.
Seleção por Candidatura
Vapor.
- Se você estiver medindo vapor seco em uma tubulação de tamanho padrão e o orçamento for um fator importante, escolha um medidor de vórtice. Ele é comumente usado em redes de aquecimento urbano e coletores de vapor de centrais de caldeiras.
- Se você estiver medindo vapor com qualidade variável ou precisar de densidade juntamente com vazão para medição de energia, escolha o método Coriolis. Ele apresenta uma queda de pressão maior e um preço mais elevado, mas esse é o custo para obter dados confiáveis nesse cenário.
Gás limpo, monofásico.
- Se o gás for limpo e monofásico, escolha um medidor de vórtice; ele lida bem com essas condições, tem um custo menor e é amplamente utilizado para monitoramento de ar comprimido e medição na distribuição de gás natural.
- É melhor optar pelo mecanismo Coriolis apenas se você precisar de vazão mássica diretamente para transferência de custódia ou mistura, ou se o gás estiver operando com vazão muito baixa, onde o limite mínimo de velocidade do mecanismo de vórtice se torna um problema.
Líquido, de viscosidade baixa a moderada, limpo.
Qualquer um dos medidores funciona aqui.
- Escolha o sistema de vórtice se o fluxo volumétrico for o que o processo realmente precisa; ele é comum em circuitos de água de resfriamento e de água para uso geral.
- Escolha o sistema Coriolis se precisar de densidade juntamente com vazão, se o fluido for corrosivo e se não quiser peças móveis nem complicações com tubulações retas. É também a melhor opção para trabalhos que exigem alta precisão, como dosagem de combustível ou sistemas de injeção de produtos químicos.
Suspensões, fluidos de alta viscosidade ou fluidos com sólidos em suspensão.
- Escolha Coriolis. É prática padrão em linhas de produção de alimentos e bebidas que manipulam xarope, chocolate ou laticínios, e em fábricas de produtos químicos que dosam resinas oualta viscosidadeaditivos.
- Não utilize vórtices aqui; o corpo rombudo e o sinal de desprendimento se degradam com sólidos pesados ou alta viscosidade.
Transferência de custódia e medição de negociações.
Escolha o método Coriolis em praticamente todos os casos, incluindo transferência de petróleo bruto e produtos refinados, carregamento de GNL e medição fiscal em terminais. A medição direta da massa com saída de densidade verificável independentemente é o que essas aplicações exigem, e a precisão oferecida pelo método Vortex geralmente não é suficiente para atender a esse requisito.
Tubulações de grande porte, a gás ou a vapor, com custo controlado.
Escolha o medidor de vórtice; ele é típico em sistemas de distribuição de água gelada e vapor em grandes campus ou fábricas. Um medidor Coriolis DN300 é pesado, caro e geralmente tem um longo prazo de entrega, portanto, medidores de vórtice ou de inserção atendem a grandes redes de dutos por uma fração do custo.
Perguntas frequentes
Um medidor de vazão Coriolis é sempre mais preciso do que um medidor de vazão tipo vórtice?
Em um fluido limpo e monofásico dentro de sua faixa calibrada, sim, o medidor de Coriolis normalmente apresenta maior precisão. Essa diferença diminui ou desaparece quando o fluido não é limpo e monofásico. Um medidor de vórtice medindo gás com forte arraste de líquido, e um medidor de Coriolis fazendo o mesmo, ambos perdem precisão. O medidor de vórtice tende a falhar de uma maneira mais fácil de perceber, já que a leitura se torna errática em vez de oscilar silenciosamente.
Por que um medidor de vazão tipo vórtice precisa de tanto tubo reto?
O corpo rombudo precisa de um perfil de velocidade estável e bem definido para gerar vórtices com uma frequência previsível. Curvas, válvulas e redutores distorcem esse perfil. Sem um trecho reto suficiente, o número de Strouhal, no qual o medidor se baseia, se altera e a leitura fica incorreta. O método de Coriolis não tem essa exigência porque mede a massa diretamente, e não um sinal derivado da velocidade.
Um medidor de vazão por vórtice consegue medir vazão mássica?
Não diretamente. Ele mede a vazão volumétrica a partir da frequência de desprendimento de vórtices. Para obter a vazão mássica, é necessário adicionar compensações de temperatura e pressão e calcular a densidade a partir disso, o que introduz seu próprio erro se a composição ou o estado do fluido não forem bem conhecidos. Essa é uma vantagem genuína do sensor Coriolis: ele lê a vazão mássica e a densidade a partir do mesmo sinal de vibração, sem nenhum cálculo de compensação envolvido.
Será que o método de Coriolis é exagerado para medir vapor?
Para vapor seco e bem comportado em tubulações de tamanho padrão, geralmente sim. O método Vortex é mais econômico, possui um longo histórico em serviços com vapor e não exige investimento adicional. O método Coriolis se mostra mais vantajoso quando a qualidade do vapor varia, quando são necessários dados de densidade para medição de energia ou quando o tamanho da tubulação é suficientemente pequeno para que o método Coriolis continue competitivo em termos de custo.
Qual é o limite de tamanho prático para um medidor de vazão Coriolis?
A série SH-CMF abrange diâmetros de DN1 a DN150 como tamanhos padrão de passagem plena, com o DN150 suportando vazões de até aproximadamente 300 t/h, dependendo da densidade do fluido. Existem tamanhos maiores no mercado, mas o peso, o custo e o prazo de entrega aumentam consideravelmente a partir do DN150, razão pela qual grandes linhas de gás ou vapor geralmente são atendidas por medidores de vórtice ou de inserção.
Receba uma recomendação
Envie-nos o diâmetro nominal (DN), o tipo de fluido, a temperatura e a pressão de operação, e se você precisa de vazão mássica ou volumétrica. Recomendaremos os medidores de vazão adequados com base nas condições reais do seu processo, e não em valores padrão.
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