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Por Mídia
Medidor de fluxo

Guia de seleção e aplicação de medidores de vazão de área variável industrial


Variable area flow meter rotamete
Medidor de vazão/rotâmetro de área variável

1. Introdução à Medição de Fluxo de Área Variável

Medidores de vazão de área variável (VA), comumente conhecidos como rotâmetros ou medidores de vazão flutuantes, estão entre os dispositivos de medição de vazão mais utilizados em aplicações industriais; além disso, esse tipo de medidor de vazão possui uma longa história. Esses medidores de vazão com indicação local (atualmente também com opção de rotâmetro de saída de 4-20 mA ) oferecem soluções confiáveis e econômicas para a medição de vazões de líquidos, vapor e gases em diversas indústrias de processo.

2. Como funciona o medidor de vazão VA (Rotâmetro)?

How VA flow meter( Rotameter) work
Como funciona o medidor de vazão de área variável
Os rotâmetros operam com base no princípio de área variável, em que um flutuador sobe dentro de um tubo cônico em proporção à vazão. A área anular entre o flutuador e a parede do tubo aumenta à medida que o flutuador se move para cima, criando um equilíbrio entre:
  • Forças de flutuabilidade
  • Forças de arrasto do fluido
  • Peso flutuante
  • Este mecanismo simples, porém eficaz, torna os rotâmetros ideais para indicação de fluxo local onde a precisão moderada (normalmente 1-5% FS) é suficiente.

    3. Onde os medidores de vazão de área variável são usados?

    Como indicadores visuais de vazão ou para aplicações que exigem precisão moderada de medição, os rotâmetros servem como instrumentos de indicação local em mais de 90% dos casos de uso. Medidores de vazão tipo boia são amplamente adotados em indústrias de processo.

    Indústrias de Processo
    Petróleo e gás: monitoramento de fluxos de purga, injeção de produtos químicos
    Processamento químico: Medição de fluxo ácido/alcalino
    Produtos Farmacêuticos: Controle de alimentação de biorreatores
    Geração de energia: Monitoramento do fluxo de água de resfriamento

    Sistemas de utilidade pública
    Estações de tratamento de água: Controle de dosagem química
    Sistemas HVAC: Medição de fluxo de água gelada
    Sistemas de ar comprimido: Detecção de vazamentos

    Aplicações Especiais
    Monitoramento ambiental: Amostragem de gases de chaminé (CEMS)
    Equipamentos de laboratório: Dosagem precisa de líquidos
    Alimentos e bebidas: Medição de vazão de processos sanitários

    Rotameters used in Sanitary process flow measurement Rotâmetros utilizados na medição de vazão de processos sanitários

    Ponto-chave:
    Para aplicações que exigem apenas monitoramento de limite (alarmes de fluxo alto/baixo), projetos simples de rotâmetros geralmente são a solução mais econômica.
    Rotâmetros de tubo metálico com transmissores de fluxo são comumente utilizados em indústrias de processo como instrumentos de detecção de controle de fluxo ou para mistura e ajuste de proporção em tubulações. Por exemplo, no controle de processos de tratamento de água, eles regulam a dosagem de produtos químicos na água bruta.

    4. Escolhendo entre rotâmetros de tubo de vidro e de tubo de metal?

    Os principais alvos de medição dos rotâmetros são líquidos ou gases monofásicos. Eles normalmente são inadequados para líquidos que contêm partículas sólidas ou gases com gotículas de líquido, pois partículas aderidas ao flutuador ou pequenas bolhas no fluido podem afetar a precisão da medição. Por exemplo, em micromedidores de vazão, mesmo uma camada imperceptível de depósitos no flutuador pode causar um desvio de vários pontos percentuais na leitura da vazão ao longo do tempo.

    Para aplicações com custo reduzido (medidores de vazão de baixo custo) que exigem apenas indicação local, um rotâmetro de tubo de vidro é a primeira escolha. Se a temperatura ou a pressão excederem os limites de um tubo de vidro, deve-se usar um rotâmetro de tubo metálico com indicação local.

    Os rotâmetros de tubo de vidro devem ser equipados com uma tampa protetora transparente para conter respingos de fluido em caso de quebra do tubo, permitindo uma resposta de emergência.

    Para medição de vazão de gás , devem ser selecionados modelos com hastes-guia ou estruturas de guia nervuradas para evitar danos acidentais ao tubo cônico por impacto da boia. Se for necessária uma saída de sinal remota para totalização ou controle de vazão, normalmente é utilizado um rotâmetro de tubo metálico com saída de sinal elétrico.

    Em ambientes perigosos (explosivos), se houver sistemas de controle pneumático, é preferível um rotâmetro de tubo metálico com transmissão pneumática. Se for necessário um modelo com transmissão elétrica, este deve ser à prova de explosão.

    Rotâmetros de tubo metálico são comumente usados para líquidos opacos. Alternativamente, pode-se optar por um rotâmetro de tubo de vidro com tubo cônico estriado (perfilado), onde a posição do flutuador é determinada pela observação das marcas de contato entre o diâmetro máximo do flutuador e as nervuras-guia.

    Para medir líquidos de alta viscosidade em temperaturas acima da temperatura ambiente ou líquidos propensos à cristalização/solidificação após o resfriamento, deve-se selecionar um rotâmetro de tubo metálico com camisa .

    Metal tube rotameters
    Os rotâmetros de tubo de metal são mais robustos do que os rotâmetros de tubo de vidro
    Aqui está uma tabela de resumo entre rotâmetro de tubo de vidro e rotâmetro de tubo de metal
    Selection Factor Glass Tube Rotameter Metal Tube Rotameter
    Pressure Rating ≤1.0 MPa Up to 42 MPa (ASME 300#)
    Temperature Range -20°C to 120°C -80°C to 400°C
    Media Visibility Transparent fluids only Opaque/hazardous fluids
    Output Options Local indication only 4-20mA/HART/Profibus
    Hazardous Areas Not suitable Exd or Exia
    Cost Lower initial cost Higher investment

    5. Como dimensionar os rotâmetros?

    5.1 Seleção da faixa de vazão com base na densidade real do meio

    Density is important to choose proper rotametrers
    A densidade é importante para escolher rotâmetros adequados

    O termo "densidade real do meio em condições operacionais" refere-se à densidade in situ para líquidos e à densidade de gases em condições operacionais (ou à densidade no estado padrão corrigida para pressão e temperatura). Normalmente, a faixa de vazão marcada no instrumento é calibrada da seguinte forma:

    Para líquidos: Com base em água em temperatura normal.
    Para gases: Baseado no ar, convertido para condições padrão de engenharia (20°C, 0,10133 MPa).

    Para selecionar a faixa de vazão e o tamanho do medidor apropriados, a densidade operacional real deve ser convertida usando a Equação (1) ou (2). No entanto, esse ajuste só é válido se a viscosidade do meio for próxima à do meio de calibração — ou seja, o coeficiente (α) permanecer constante.

    Líquidos
    Maximum flow rate of the water-calibrated meter (1)

    Na fórmula:
    — Vazão máxima do medidor de água calibrado a ser selecionado, L/h;
    Q — Vazão máxima do líquido a ser medido, L/h;
    — Densidade do flutuador, g/cm³. Para flutuadores ocos, representa a massa do flutuador (g) e V representa o volume do flutuador (cm³);
    , — Densidades do líquido e da água medidos, g/cm³.

    Gases
    (2)

    Na fórmula:
    — Vazão máxima do medidor calibrado a ar a ser selecionado, m³/h;
    Q — Vazão máxima do gás a ser medido, m³/h;
    — Densidade do gás medido em condições padrão, kg/m³;
    P — Pressão absoluta do gás medido em condições de operação, MPa;
    T — Temperatura termodinâmica do gás medido em condições operacionais, K.

    5.2 Efeitos de viscosidade e seleção de flutuadores

    Viscosity Effects and Float Selection of Rotameter
    As informações sobre a viscosidade do líquido também precisam ser fornecidas para escolher o rotâmetro

    A seleção do formato do flutuador não fica a critério do usuário, pois os fabricantes de rotâmetros o projetam com base na estrutura do instrumento e na faixa de vazão necessária. As configurações típicas do flutuador são ilustradas na Figura 1. No entanto, os usuários devem compreender as características do projeto específico do seu flutuador e como a viscosidade do fluido afeta a precisão da medição de vazão.
    Float shapes of rotameters
    Figura 1 Formas flutuantes

    Na Figura 1, a seta indica a posição de leitura do fluxo ou ponto de referência de medição:
    Na Figura 1, a seta indica a posição de leitura do fluxo (ou ponto de referência de medição do fluxo).
    Flutuador esférico (1): Normalmente usado em medidores de tubo cônico transparente pequeno (DN6–DN10).
    Flutuadores (6, 12, 13, 14): Apresentam ranhuras inclinadas ou palhetas-guia perfuradas em seu diâmetro máximo, fazendo com que girem ao longo de seu eixo durante a medição.
    O Float 6 era comum anteriormente no monitoramento respiratório médico, mas agora raramente é usado em aplicações industriais.
    Flutuador 3: O mais pesado entre os tipos (a), (b) e (c), permitindo a maior capacidade de fluxo.
    Bóia 9: A mais leve, resultando na menor queda de pressão, tornando-a ideal para medição de vazão de gás.

    Boia cônica (14, também chamada de "plugue de boia"): Apresenta dois ângulos de conicidade diferentes, estendendo o comprimento da escala em 10% a 20% da vazão total para maior sensibilidade a baixas vazões. Este projeto é amplamente utilizado em sistemas de tratamento de água (por exemplo, dispositivos de amaciamento).

    A equação fundamental do fluxo não incorpora explicitamente a viscosidade do fluido como parâmetro. No entanto, o coeficiente de fluxo α deixa de ser constante e passa a depender do número de Reynolds anular (Re(anular)) quando cai abaixo de certos valores críticos. Como Re(anular) é inversamente proporcional à viscosidade do fluido, isso estabelece uma dependência indireta da viscosidade.

    Relationship between Reynolds number and flow coefficient
    Figura 2 Relação entre o número de Reynolds e o coeficiente de fluxo

    A Figura 2 apresenta as curvas de correlação características Re(anular)-α para três geometrias distintas de flutuadores. O número de Reynolds anular é determinado pela viscosidade do fluido, pela razão entre o diâmetro máximo do flutuador e o diâmetro do tubo cônico local e pela velocidade do fluxo na passagem anular.

    Para um medidor de vazão adequadamente projetado e operacional, a viscosidade do fluido se torna o fator predominante que afeta o número de Reynolds anular (Re(annular)).

    Os valores do coeficiente de fluxo constante (α), independentes de Re(anular), são:
    Tipo A flutuante: 0,96
    Flutuação tipo B: 0,76
    Tipo C flutuante: 0,61

    Além disso, o flutuador esférico comumente usado demonstra um valor α de aproximadamente 0,99.
    Variações significativas no coeficiente de fluxo são observadas em diferentes geometrias de flutuação. Os limites inferiores críticos de Re(anular) para manter α constante são:

    Flutuador tipo A: cerca de 6000
    Flutuador tipo B: cerca de 300
    Flutuador tipo C: cerca de 40.

    Para um medidor de vazão com diâmetro nominal fixo e faixa de vazão predeterminada (com, portanto, um limite de viscosidade definido), a leitura da vazão permanecerá inalterada pela viscosidade do fluido, desde que a viscosidade real permaneça abaixo desse limite superior. Portanto, a verificação da viscosidade em relação a esse limite é essencial durante a seleção do instrumento.

    Heating jacket rotameters
    Rotâmetros de camisa de aquecimento podem reduzir a viscosidade dos fluidos

    Existem duas abordagens de design distintas entre os diferentes modelos:

    Alguns modelos de rotâmetro mantêm geometrias de flutuador idênticas em diferentes faixas de vazão dentro do mesmo diâmetro nominal, permitindo o ajuste da vazão por meio de variações no peso do flutuador. Consequentemente, valores limite de viscosidade semelhantes.

    Outros modelos utilizam formatos de flutuador fundamentalmente diferentes, resultando em perfis hidrodinâmicos distintos. Consequentemente, diferentes limites de viscosidade.

    Alguns fabricantes de medidores de vazão de área variável fornecem os valores limite superior de viscosidade de seus instrumentos em amostras de produtos, manuais do usuário ou guias de seleção de instrumentos. Alguns também costumavam incluir gráficos de curvas de correção de viscosidade, embora tais curvas tenham se tornado menos comuns nos últimos anos. Em vez disso, os usuários agora precisam consultar os fabricantes, que fornecem valores de correção calculados por computador com base na viscosidade do fluido e outras propriedades físicas especificadas pelo usuário. Na China, no entanto, apenas alguns fabricantes oferecem limites superiores de viscosidade ou correções de viscosidade, enquanto muitos não fornecem esses dados.

    Os flutuadores do tipo martelo (Floaters nº 12, 13, 14 e 15 na Figura 1) são significativamente afetados pela viscosidade do fluido. Como a viscosidade do líquido varia muito entre os diferentes líquidos, atenção especial deve ser dada durante a seleção. Mesmo pequenas alterações na viscosidade podem ter um impacto considerável — por exemplo, quando a temperatura da água aumenta de 5 °C para 40 °C à temperatura ambiente, sua viscosidade cinemática diminui de 1,52 × 10⁻⁶ m²/s para 0,66 × 10⁻⁶ m²/s.

    Para rotâmetros de tubo de vidro do tipo LZB com diâmetros de 15 a 40 mm (Floater nº 3 na Figura 1), o erro induzido pela temperatura (principalmente devido a variações na viscosidade) varia de 0,1% a 0,25% por °C. No entanto, para medidores de 6 mm de diâmetro, esse efeito pode chegar a cerca de 1% por °C.

    Quando usado com gases, exceto hidrogênio e hélio, as diferenças de viscosidade cinemática entre vários gases e o ar são insignificantes. Portanto, a viscosidade tem pouco efeito nas leituras de vazão — exceto em medidores de pequeno calibre e baixa vazão (por exemplo, um medidor de 6 mm usado com hélio pode apresentar um impacto de viscosidade 10% a 30% menor do que o ar após a correção da densidade do gás). Na maioria dos casos, a influência da viscosidade na indicação de vazão pode ser desconsiderada.

    5.3 Divisão de escala, precisão e amplitude


    Direct reading rotameters
    Rotâmetros de leitura direta

    Os medidores de vazão de leitura direta apresentam quatro tipos de escalas de indicação de vazão: escala de razão Dt/d, escala de porcentagem, escala de vazão direta e escala milimétrica.

    A escala de razão expressa a razão entre o diâmetro do flutuador (d) e o diâmetro do tubo correspondente (). Este método raramente é utilizado em produtos nacionais.

    A escala percentual exibe a vazão como uma porcentagem do valor total da escala (100%). Sua vantagem é a facilidade de conversão quando as propriedades do fluido ou as condições operacionais mudam.

    A escala de vazão direta é calibrada para condições específicas de fluidos (tipicamente água para líquidos e ar para gases). Embora forneça leituras intuitivas, torna-se menos conveniente do que a escala percentual quando as condições reais divergem das condições de calibração, exigindo conversão.

    A escala milimétrica mede a altura do flutuador, que é então cruzada com uma curva ou tabela de dados para determinar a vazão. Isso é normalmente usado em aplicações onde apenas a posição do flutuador (em vez de um valor exato de vazão) precisa ser monitorada.

    Alguns modelos combinam escalas de vazão milimétricas e diretas para dupla funcionalidade.
    O rotâmetro é um instrumento com precisão baixa a média. Para rotâmetros de tubo de vidro de uso geral, o erro básico é de 2,5% a 5% da escala completa para diâmetros menores que 6 mm, 2,5% da escala completa para 10 a 15 mm e 1% a 2,5% da escala completa para 25 mm ou mais. Os rotâmetros de tubo metálico apresentam um erro básico de 1% a 2,5% da escala completa para tipos de indicação local e de 1% a 4% da escala completa para tipos de transmissão remota. Os modelos resistentes à corrosão apresentam precisão ainda menor. Alguns instrumentos de estrutura especial, como rotâmetros de tubo de vidro de tipo curto com comprimento de escala de apenas 2 a 3 vezes o diâmetro do flutuador e rotâmetros de tubo metálico de alta pressão com fluxo contínuo, apresentam uma classe de precisão tão baixa quanto 5 a 10.

    A rangeabilidade da maioria dos rotâmetros de tubo de vidro é de 10:1, enquanto os modelos de tubo curto e aqueles com diâmetro de 100 mm têm rangeabilidade de 5:1. Os rotâmetros de tubo metálico normalmente oferecem rangeabilidade de (5:1) a (10:1).

    5.4 Pressão do fluido, temperatura e perda de pressão do Rotômetro

    A pressão e a temperatura de trabalho do fluido medido devem ser inferiores aos valores nominais do medidor. Para fluidos em temperaturas mais altas, alguns fabricantes especificam uma redução na pressão nominal, geralmente indicada em catálogos de produtos e manuais do usuário. Rotâmetros de tubo de vidro não devem ser usados para gases ou líquidos de alta pressão que excedam seu ponto de ebulição; em vez disso, rotâmetros de tubo metálico devem ser selecionados.

    Rotâmetros de tubo de vidro apresentam perdas de pressão relativamente baixas, tipicamente de 0,2 a 2 kPa para diâmetros pequenos e de 2 a 8 kPa para modelos de 10 a 100 mm. Rotâmetros de tubo metálico apresentam perdas de pressão ligeiramente maiores, geralmente de 2 a 8 kPa, com alguns modelos atingindo 18 a 25 kPa. Os dados sobre perdas de pressão devem ser listados nos catálogos de produtos e manuais do usuário, embora essas informações sejam frequentemente omitidas.

    A pressão mínima de operação do fluido deve ser várias vezes maior que a perda de pressão. Para gases, pressões excessivamente baixas podem facilmente causar pulsação na boia. Alguns manuais de instrumentos especificam o requisito de pressão mínima do fluido, enquanto outros recomendam que a pressão mínima de operação para líquidos seja pelo menos 2 vezes a perda de pressão e 5 vezes para gases.

    6. Considerações sobre a instalação e utilização do rotâmetro

    6.1 Direção do medidor de vazão

    A maioria dos rotâmetros deve ser instalada verticalmente em tubulações livres de vibração, sem inclinação significativa, garantindo que o fluido flua para cima através do medidor. A Figura 3 ilustra uma configuração típica de conexão de tubulação, incluindo um sistema de bypass para manutenção sem interrupção do fluxo. O ângulo (θ) entre a linha central do rotâmetro e a linha de prumo vertical geralmente não deve exceder 5°. Para modelos de alta precisão (classe de precisão 1,5 ou superior), θ ≤ 2° é necessário. Um ângulo de inclinação de θ = 12° pode introduzir um erro de medição adicional de 1%.

    Ao contrário de outros medidores de vazão, os rotâmetros não exigem necessariamente longos trechos retos de tubulação a montante. Alguns fabricantes podem recomendar comprimentos (2–5)D, mas, na prática, isso raramente é necessário.

    Direct reading rotameters
    Figura 3 Exemplo de conexão de pipeline

    No entanto, a silverinstruments.com oferece outros rotâmetros de direção de fluxo, como rotâmetros horizontais ou de cima para baixo. Entre em contato com a silverinstruments.com para obter mais detalhes técnicos.

    Horizontal rotameters from silverinstruments
    Rotâmetros horizontais da silverinstruments.com

    6.2 Instalação para medição de vazão de fluidos sujos

    Um filtro deve ser instalado a montante do medidor de vazão. Para rotâmetros de tubo metálico com acoplamentos magnéticos que manipulam fluidos potencialmente contendo partículas ferromagnéticas, um filtro magnético (conforme mostrado na Figura 4) deve ser instalado a montante.

    Manter a limpeza do flutuador e do tubo cônico é essencial, principalmente para instrumentos de pequeno calibre, onde até mesmo uma pequena contaminação afeta significativamente a precisão da medição.

    Magnetic filter assembly
    Figura 4. Conjunto de filtro magnético

    A limpeza tanto do flutuador quanto do tubo cônico deve ser mantida, especialmente para medidores de pequeno calibre, pois até mesmo uma pequena contaminação pode afetar significativamente a precisão da medição.

    Por exemplo, em um rotâmetro de tubo de vidro de 6 mm de diâmetro que mede água aparentemente limpa em laboratório, com uma vazão de 2,5 L/h, após 24 horas de operação, o valor de indicação de vazão aumenta em alguns pontos percentuais devido à aderência de contaminantes invisíveis à superfície do flutuador. A remoção do flutuador e a limpeza com gaze restauram o valor de indicação de vazão original. Se necessário, uma tubulação de descarga pode ser instalada, conforme mostrado na Figura 5, para descargas periódicas.
    Flushing pipeline configuration
    Figura 5 Configuração da tubulação de descarga

    6.3 Instalação para fluxo pulsante

    Se o fluxo em si for pulsante — como quando há uma bomba alternativa ou válvula de controle a montante do local pretendido do medidor, ou variações significativas de carga a jusante — a posição de medição deve ser alterada ou o sistema de tubulação deve ser modificado com medidas compensatórias, como a adição de um tanque de reserva.

    Se a pulsação for causada pelo próprio medidor — como pressão de gás excessivamente baixa durante a medição, uma válvula a montante não totalmente aberta ou uma válvula de controle não instalada a jusante do medidor — melhorias específicas devem ser feitas para mitigar o problema. Alternativamente, pode-se optar por um medidor com mecanismo de amortecimento.

    6.4 Instalação para maior alcance

    Quando a faixa de medição de vazão necessária é ampla (com rangeabilidade superior a 10), é comum usar dois ou mais rotâmetros de tubo de vidro com diferentes faixas de vazão em paralelo. Dependendo da vazão medida, um ou vários medidores podem ser selecionados para operação em série — usando o medidor de menor faixa para baixas vazões e o medidor de maior faixa para altas vazões.
    O método de conexão em série é mais simples de operar do que as configurações em paralelo, pois elimina a necessidade de trocas frequentes de válvulas. No entanto, resulta em maior perda de pressão.
    Alternativamente, um único medidor pode ser equipado com dois flutuadores de diferentes formatos e pesos — usando o flutuador mais leve para leituras de baixa vazão e trocando para o flutuador mais pesado quando atingir o nível máximo. Este método pode estender a faixa de medição para 50–100.

    6.5 Eliminação de gases retidos na medição de líquidos

    Para rotâmetros de tubo metálico angular com conexões de entrada/saída não lineares, deve-se prestar atenção especial para garantir que não haja ar residual dentro da luva de extensão que transmite o deslocamento do flutuador — especialmente ao medir líquidos. Se o líquido contiver microbolhas, elas podem se acumular facilmente na luva, tornando essencial a ventilação regular.
    Isso é particularmente crítico para medidores de vazão de pequeno calibre, pois o gás aprisionado pode afetar significativamente a precisão da medição de vazão.

    6.6 Conversão necessária de valores de fluxo

    A menos que o medidor de vazão seja especificamente personalizado pelo fabricante com base nos parâmetros reais do meio (como densidade e viscosidade), os medidores de vazão de líquidos são normalmente calibrados com água, enquanto os medidores de vazão de gás são calibrados com ar, com valores definidos sob condições de engenharia padrão.
    Quando a densidade do fluido, a pressão do gás ou a temperatura nas condições operacionais reais diferirem dos padrões de calibração, as conversões necessárias devem ser realizadas. Fórmulas e métodos de conversão detalhados podem ser obtidos em silverinstruments.com.

    6.7 Calibração e Verificação de Rotâmetros

    Para rotâmetros, a calibração/verificação de líquidos normalmente emprega o método de medidor padrão, o método volumétrico ou o método gravimétrico, enquanto a calibração de gás normalmente usa o método de provador de sino, com o método de filme de sabão aplicado para baixas vazões.

    Alguns fabricantes internacionais adotaram a calibração a seco para unidades produzidas em massa. Isso envolve o controle preciso das dimensões do tubo cônico e do peso/tamanho do flutuador para determinar indiretamente os valores de vazão, reduzindo assim os custos. Somente instrumentos de alta precisão passam pela calibração de vazão real. Os fabricantes nacionais também controlam rigorosamente o diâmetro interno inicial, o ângulo de conicidade do tubo e as dimensões do flutuador, com a verificação da vazão real servindo principalmente para inspecionar a qualidade da superfície interna do tubo cônico.

    Os instrumentos produzidos por esses fabricantes apresentam tubos cônicos e flutuadores intercambiáveis, eliminando a necessidade de substituição completa do conjunto.

    O método do medidor de vazão mestre é uma abordagem de calibração altamente eficiente, preferida pelos fabricantes. Alguns fabricantes aprimoram esse método dividindo uma faixa de vazão específica em vários segmentos, utilizando rotâmetros de tubo de vidro cônico com ângulos de conicidade menores. Isso amplia o comprimento da escala do medidor padrão e melhora sua precisão, permitindo uma calibração de alta precisão e alta eficiência.

    Rotameters calibration
    Calibração de rotâmetros

    6.8 Solução de problemas

    1) A vazão real não corresponde ao valor indicado

    Primeiro, se o peso, o volume ou o diâmetro máximo do flutuador ou do tubo cônico mudarem devido à corrosão, ou se o diâmetro interno do tubo cônico for alterado, a solução é substituí-los por materiais resistentes à corrosão. Deve-se observar que, se o flutuador substituído tiver as mesmas dimensões do original, a recalibração pode ser realizada com base no novo peso e densidade. No entanto, se as dimensões também forem diferentes, a recalibração completa é obrigatória. Além disso, se a superfície cilíndrica do diâmetro máximo do flutuador se tornar áspera devido ao desgaste, isso afetará significativamente a precisão da medição, necessitando de substituição por um novo flutuador. Para flutuadores feitos de ou revestidos com plásticos de engenharia, pode ocorrer inchaço, alterando o diâmetro e o volume máximos. Nesses casos, flutuadores feitos de materiais mais adequados devem ser usados.

    Em segundo lugar, se incrustações, sujeira ou outros contaminantes aderirem ao flutuador ou ao tubo cônico, a precisão da medição será comprometida. Nessa situação, é necessária uma limpeza completa do flutuador e do tubo cônico. No entanto, deve-se tomar cuidado durante a limpeza para evitar danos à superfície interna do tubo cônico e à superfície cilíndrica do flutuador, garantindo a preservação de sua lisura original.

    Além disso, alterações nas propriedades do líquido também podem levar a desvios na medição. Se a densidade, a viscosidade ou outros parâmetros reais do líquido diferirem das especificações de projeto, a vazão deve ser corrigida ou reavaliada com base nos novos parâmetros. Da mesma forma, para gases, vapor ou fluidos compressíveis, variações de temperatura e pressão podem impactar significativamente a medição da vazão. Portanto, a conversão e a correção devem ser realizadas de acordo com as novas condições operacionais.

    Se a pulsação do fluxo ou as flutuações rápidas da pressão do gás causarem leituras instáveis, o movimento ocasional da boia pode ter impacto mínimo. No entanto, em casos de oscilação periódica, um dispositivo de amortecimento deve ser instalado no sistema de tubulação ou um instrumento com mecanismo de amortecimento deve ser adotado para aumentar a estabilidade.
    Além disso, a presença de bolhas em líquidos ou gotículas em gases pode alterar a densidade do fluido, afetando os resultados da medição. Portanto, medidas necessárias devem ser tomadas para eliminar essas interferências.

    Por fim, ao medir a vazão de líquidos, se o gás ficar preso em zonas mortas dentro do instrumento, ele pode interferir na flutuabilidade do flutuador. Esse efeito é particularmente pronunciado em medidores de vazão pequena ou durante a operação em baixa vazão. Portanto, o gás preso deve ser removido imediatamente para garantir a precisão da medição.
    Em resumo, contramedidas apropriadas — como substituição de material, limpeza de componentes, correção de parâmetros e otimização do sistema — devem ser implementadas dependendo da causa específica para garantir a precisão e a estabilidade da medição de vazão.

    2) Flutuações de fluxo com flutuação lenta ou movimento do ponteiro

    Quando a vazão muda, mas o flutuador ou o ponteiro respondem lentamente, vários fatores podem ser responsáveis, cada um exigindo ações corretivas específicas.

    Uma das principais causas é a presença de partículas estranhas entre a boia e o eixo-guia, ou um eixo-guia torto, que pode impedir o movimento. Para resolver isso, o conjunto deve ser desmontado, limpo e quaisquer detritos ou depósitos endurecidos removidos. Se o eixo-guia estiver torto — geralmente devido ao acionamento rápido da válvula eletromagnética, causando movimento abrupto da boia —, ele deve ser endireitado. Além disso, ajustar a operação da válvula para reduzir mudanças repentinas de vazão pode evitar a recorrência.

    Outro problema comum é o acúmulo de pó ou partículas de ferro ao redor dos ímãs em conjuntos de flutuadores de acoplamento magnético. Isso pode ser resolvido desmontando a unidade e limpando os componentes afetados. Durante a operação inicial, a lavagem da tubulação por meio de um bypass (sem passagem de fluido pelo medidor de vazão) ajuda a remover contaminantes. Para evitar o acúmulo de ferrugem na tubulação a longo prazo, recomenda-se a instalação de um filtro magnético a montante do medidor.

    Em alguns casos, o mecanismo de articulação ou o ponteiro na seção indicadora podem ficar presos. Mover manualmente a articulação acoplada magneticamente pode ajudar a identificar pontos de travamento, que devem ser ajustados. Além disso, o eixo rotativo e os rolamentos devem ser inspecionados quanto a obstruções — quaisquer detritos devem ser removidos ou as peças desgastadas substituídas.

    Para medidores de vazão com componentes plásticos, o inchaço de flutuadores de plástico de engenharia, tubos cônicos ou revestimentos — ou expansão térmica — pode causar travamento. A solução é substituir essas peças por materiais resistentes ao meio medido. Para aplicações de alta temperatura, componentes metálicos são preferíveis aos de plástico para evitar deformações.

    Por fim, o enfraquecimento do acoplamento magnético devido a ímãs degradados pode prejudicar a sincronização adequada entre o flutuador e o ponteiro. Para diagnosticar isso, o medidor deve ser removido e o flutuador deve ser movido manualmente para verificar se o ponteiro acompanha o movimento suavemente. Se o movimento for inconsistente, os ímãs devem ser recarregados ou substituídos. Para evitar a degradação magnética, impactos entre os componentes acoplados devem ser evitados.

    Em resumo, a resposta lenta da boia ou do ponteiro pode ser causada por obstruções mecânicas, interferência magnética, degradação do material ou enfraquecimento dos acoplamentos. A solução de problemas adequada — como limpeza, substituição de peças ou ajustes operacionais — garante uma medição de vazão precisa e responsiva.

    Aqui está uma tabela simples para explicar

    Symptom Possible Causes Corrective Actions
    Flow reading drift Float contamination Clean with lint-free cloth
    Pointer sticking Magnet degradation Recharge/replace magnets
    Erratic float movement Pulsating flow Install dampener
    Zero drift Gas entrapment (liquids) Vent the meter

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