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Um medidor de vazão de 1/2 polegada, também chamado de DN15, é adequado para tubulações com diâmetro interno próximo a 15 mm. Esse tamanho é utilizado em linhas de amostragem, sistemas de dosagem de produtos químicos , pequenos circuitos de utilidades e linhas de processo em escala laboratorial.
Para líquidos, um medidor eletromagnético ou de Coriolis geralmente oferece a melhor precisão em DN15. Para gases, um medidor de massa térmica é a escolha mais comum. Medidores de vórtice e de engrenagem oval também estão disponíveis nesse tamanho, mas cada um possui uma faixa de medição mais estreita, dependendo do fluido e da vazão.
A Silver Automation Instruments fabrica medidores de vazão mássica eletromagnéticos, Coriolis, de vórtice, de engrenagem oval e térmicos DN15 com saída RS485 Modbus RTU e HART de 4-20 mA. Envie-nos as informações sobre o fluido, a pressão (bar), a temperatura (°C) e a faixa de vazão, e nós recomendaremos um modelo.
No dimensionamento de medidores de vazão, 1/2 polegada refere-se ao tamanho nominal da conexão, não ao diâmetro interno exato. O equivalente métrico é DN15, que corresponde a um diâmetro nominal de tubo de aproximadamente 15 mm (0,6 polegadas). Engenheiros nos EUA e em partes do Oriente Médio tendem a encomendar por polegadas, enquanto compradores na Europa, Sudeste Asiático e China geralmente especificam DN15 diretamente. Ambos os termos se referem à mesma conexão física.
O tipo de conexão requer atenção nesse tamanho. Conexões roscadas (NPT ou BSP) são comuns em medidores de vazão de 1/2 polegada porque os carretéis flangeados DN15 são excepcionalmente curtos e difíceis de fabricar. A maioria dos projetos que orçamos para sistemas de injeção química, painéis de amostragem ou pequenos circuitos de utilidades acaba especificando roscas fêmeas NPT ou BSP em vez de flanges ANSI ou PN, simplesmente porque o próprio trecho de tubulação é roscado.
Nem todas as tecnologias de medidores de vazão se adaptam bem a tubos de 1/2 polegada. Algumas, como os medidores ultrassônicos de fixação externa, perdem precisão em tubulações pequenas porque o percurso do som é muito curto para fornecer uma diferença de tempo de trânsito confiável. Abaixo, apresentamos um resumo prático do que realmente funciona nesse tamanho.
Um medidor eletromagnético (magnético) de 1/2 polegada mede apenas líquidos condutores: água, águas residuais, ácidos, soluções cáusticas e a maioria dos produtos químicos à base de água. Ele não possui partes móveis, portanto, o desgaste não é uma preocupação, mesmo com pastas levemente abrasivas. A questão principal é a condutividade. A condutividade do fluido precisa ser superior a aproximadamente 5 µS/cm para que o medidor faça leituras confiáveis, o que exclui hidrocarbonetos, óleos e água deionizada.
Um medidor magnético de 1/2 polegada normalmente mede o fluxo de líquidos condutivos de cerca de 5 a 100 LPM (0,3 a 6 m³/h ou 1,3 a 26,4 GPM). A faixa de medição é ampla, frequentemente de 100:1 ou melhor dentro dessa faixa, permitindo lidar tanto com uma dosagem lenta quanto com uma descarga ocasional de alto fluxo sem a necessidade de um segundo instrumento.
Os medidores Coriolis medem a massa diretamente, razão pela qual laboratórios e aplicações próximas à custódia, como injeção de aditivos ou dosagem de catalisadores, frequentemente os especificam, mesmo em diâmetros pequenos. Um medidor Coriolis de 1/2 polegada lê a vazão mássica e a densidade no mesmo instrumento; portanto, se um processo necessita de ambas as medições, isso evita a instalação de dois dispositivos.
Um medidor Coriolis padrão de 1/2 polegada mede vazões de líquidos de até aproximadamente 3000 kg/h (110 lb/min). Também fabricamos versões para baixa vazão, com a mesma conexão de 1/2 polegada, chegando a cerca de 50 kg/h (1,8 lb/min), para aplicações como dosagem precisa de aditivos, onde a faixa padrão ficaria muito acima da vazão real.
Um medidor de vórtice de 1/2 polegada mede líquidos, vapor e gases, desde que o fluxo permaneça acima da velocidade mínima do medidor. Em aplicações com líquidos, os medidores de vórtice DN15 normalmente cobrem vazões de 0,2 a 5 m³/h (0,88 a 22 GPM) para líquidos e de 4 a 16 m³/h para gases. Seu funcionamento se baseia na geração de vórtices atrás de um corpo rombudo e na contagem da frequência de desprendimento desses vórtices. Em DN15, o diâmetro interno é suficientemente pequeno para que a velocidade mínima do fluxo se torne o fator limitante, em vez da velocidade máxima. Abaixo de uma determinada velocidade, tipicamente em torno de 1 m/s para líquidos, o sinal do vórtice fica muito fraco para uma contagem confiável. Portanto, os medidores de vórtice não são adequados para vazões de dosagem muito baixas e constantes, embora funcionem bem com vapor e gases saturados.
Um medidor de engrenagem oval de 1/2 polegada mede diferentes tipos de óleo ou líquidos viscosos: diesel, gasolina, óleo lubrificante, glicerina, resina e fluidos similares, onde a viscosidade do líquido contribui para a precisão, em vez de prejudicá-la. A faixa típica de DN15 varia de 0,3 a 1,5 m³/h (1,32 a 6,6 GPM). Os medidores de engrenagem oval são instrumentos de deslocamento positivo, e o DN15 é um tamanho comum para eles exatamente por esse motivo. A viscosidade, na verdade, auxilia na vedação entre as engrenagens e o corpo do medidor, de modo que a precisão tende a melhorar, e não a piorar, à medida que a viscosidade aumenta. A desvantagem é que os medidores de engrenagem oval possuem partes móveis e precisam de um filtro a montante, já que qualquer detrito sólido na linha pode travar as engrenagens.
Um medidor de massa térmica de 1/2 polegada mede gases limpos, secos e de componente único: ar comprimido, nitrogênio, CO2, oxigênio e similares. A faixa típica de DN15 varia de 0 a 30 Nm³/h (0 a 17,7 SCFM). Ele lê a vazão mássica diretamente usando um elemento sensor aquecido, sem a necessidade de um circuito separado de compensação de pressão e temperatura. Isso o torna uma escolha comum para auditorias de ar comprimido, linhas de purga de nitrogênio e pequenos pontos de medição de oxigênio ou gás combustível. Os medidores térmicos são adequados para fluxos de gás de componente único e baixa pressão; eles não são a ferramenta adequada para fluxo bifásico ou misturas de gases com composição que muda rapidamente.
A maioria das consultas que recebemos sobre medidores de vazão de 1/2 polegada começa com o nome do fluido, não com o nome da tecnologia. O cliente sabe que precisa medir água, um solvente ou nitrogênio, e nos pede para escolher o medidor. Por isso, é útil explicar as quatro famílias de fluidos que encontramos com mais frequência nesse tamanho e o que realmente funciona para cada uma delas.
Água limpa de processo e a maioria das águas de serviços públicos são condutivas o suficiente para um medidor eletromagnético DN15 (1/2”), sendo esta a escolha padrão para água da torneira, água de resfriamento e efluentes tratados. Ele não possui partes móveis, portanto não há nada que possa ser obstruído, mesmo que a água contenha um pouco de sedimento.
Água de osmose reversa e água deionizada são exceções. Quando a condutividade cai muito abaixo de 5 µS/cm, um medidor magnético perde o sinal, portanto, a água produzida pela osmose reversa, a água de alimentação da caldeira após o polimento e a água deionizada de grau laboratorial exigem uma tecnologia diferente. Um medidor de vazão tipo turbina de 1/2 polegada lida bem com isso, já que não depende da condutividade. Um medidor de engrenagem oval também funciona com água limpa e de baixa condutividade, embora seja uma escolha menos comum, a menos que o cliente já utilize engrenagens ovais em outras partes da planta.
Um detalhe importante a verificar especificamente no serviço de água: se a tubulação alguma vez ficar parcialmente vazia, como no caso de um coletor de esgoto ou uma linha de lavagem intermitente, um medidor de vazão magnético ou um medidor de vazão tipo turbina (TUF) precisa permanecer cheio para funcionar corretamente.
Geralmente, os solventes são a família de fluidos que causa problemas, pois a maioria dos solventes orgânicos (acetona, tolueno, álcool isopropílico, diluentes e similares) possui condutividade muito baixa para ser lida por um medidor eletromagnético. Um medidor de vazão tipo turbina DN15 é a recomendação mais comum nesses casos, visto que oferece baixo custo, alta precisão e bom desempenho em uma ampla gama de solventes, especialmente quando as partes em contato com o fluido são de aço inoxidável.
Um medidor de engrenagem oval DN15 (1/2 polegada) (medidor de vazão PD) é outra opção prática, especialmente quando o solvente tem alguma viscosidade, como um diluente de resina ou uma mistura de solventes lubrificantes, em vez de um líquido fino e de baixa viscosidade. Em solventes muito finos e de rápida evaporação, os medidores de engrenagem oval podem deslizar um pouco em baixas vazões.
A inflamabilidade é outro fator que altera a ordem de serviço para solventes. Se a tubulação estiver localizada em uma área classificada, os sensores de fluxo de solvente de 1/2 polegada precisam ter classificação ATEX ou equivalente à prova de explosão, e isso deve constar no pedido de compra desde o início, em vez de ser adicionado posteriormente, já que o invólucro e o método de fiação dependem da classificação da zona.
A Silverinstruments.com oferece medidores de vazão de solvente de 1/2” com aprovação ATEX.
Para gases, um medidor de massa térmica DN15 é o ponto de partida para a maioria das aplicações: ar comprimido , nitrogênio , oxigênio e outros gases limpos, secos e de componente único. Ele mede a vazão mássica diretamente, o que é importante para gases porque o volume varia com a pressão e a temperatura, e a compensação interna de um medidor térmico elimina a necessidade de um cálculo separado.
Vapor e gás saturado são uma exceção parcial. Um medidor de vazão tipo vórtice de 1/2” lida razoavelmente bem com vapor, pois o desprendimento de vórtices não é afetado pela densidade da mesma forma que um sensor térmico, mas apenas acima da velocidade mínima do medidor, o que impede a amostragem intermitente de vapor em níveis muito baixos.
Vale a pena repetir um ponto que surge frequentemente em consultas sobre gás: os medidores eletromagnéticos e de Coriolis não são projetados para uso com gás nesse tamanho. Um medidor magnético precisa de um líquido condutor para gerar qualquer sinal, e um tubo de Coriolis DN15 é dimensionado e ajustado para uma faixa de densidade de líquido; portanto, o gás em pressões típicas de processo não fornecerá uma leitura estável em nenhuma das duas tecnologias.
Em aplicações com óleo, seja óleo lubrificante, óleo hidráulico ou diesel , um medidor de vazão de engrenagem oval de 1/2 polegada tende a apresentar desempenho superior a todos os outros. O óleo praticamente não possui condutividade, o que torna os medidores magnéticos inviáveis, e sua viscosidade, na verdade, melhora a precisão dos medidores de engrenagem oval em vez de prejudicá-la, já que o fluido mais viscoso veda a pequena folga entre as engrenagens e o corpo do medidor com mais eficácia.
Em aplicações que exigem maior precisão, como na reconciliação de combustível ou na dosagem de aditivos, onde cada litro é monitorado em relação a um centro de custos, um medidor Coriolis DN15 justifica o custo adicional. Ele lê a massa diretamente, eliminando a necessidade de correções adicionais para as variações de densidade do óleo causadas pela temperatura, e a leitura da densidade também serve como uma verificação aproximada da qualidade do lote de óleo.
Climas frios adicionam mais uma consideração ao serviço de óleo. Como a viscosidade do óleo aumenta acentuadamente em baixas temperaturas, a queda de pressão em um medidor de engrenagem oval também aumenta, portanto, uma tubulação instalada ao ar livre em uma região fria pode exigir aquecimento por resistência no trecho do medidor ou uma margem de redução de pressão maior do que a mesma aplicação exigiria em um clima quente.
Observamos que os mesmos erros de especificação se repetem em diferentes regiões e setores, por isso vale a pena mencioná-los diretamente.
A faixa de vazão em 1/2 polegada depende muito do tipo de medidor e do fluido, portanto, considere os números abaixo como uma referência inicial e não como uma garantia. Dimensionamos cada orçamento com base na velocidade real do fluido e da tubulação, em vez de usar uma tabela genérica.
A maioria das consultas sobre medidores DN15 que recebemos se enquadra em alguns cenários recorrentes. Em estações de tratamento de água, os medidores eletromagnéticos DN15 são usados em linhas de dosagem de produtos químicos que alimentam uma tubulação principal de maior diâmetro com coagulante ou cloro. Em fábricas de alimentos e bebidas, frequentemente encontramos medidores de engrenagem oval DN15 em sistemas de injeção de óleo ou aromatizantes, onde a vazão é pequena, mas precisa ser precisa lote após lote.
No Oriente Médio, medidores de massa térmica DN15 são especificados com bastante frequência em linhas de inertização com nitrogênio para tanques de armazenamento, onde o fluxo de gás é intermitente e o trecho de tubulação é curto. No setor de oxigênio líquido, algumas plantas também utilizam um pequeno medidor Coriolis DN15 na linha de amostragem ou ventilação que alimenta um skid de analisadores, separado do ponto de medição principal da planta.
No Sudeste Asiático, fornecemos medidores de vórtice DN15 para amostragem de vapor em unidades de caldeiras de menor porte e medidores magnéticos DN15 para monitoramento de efluentes na saída de unidades compactas de tratamento de efluentes que atendem a fábricas têxteis e de processamento de alimentos. Na África, medidores de engrenagem oval DN15 são utilizados em unidades de transferência de combustível em salas de geradores e pequenos depósitos de diesel, onde o fluxo é moderado, mas cada litro precisa ser monitorado para fins de conciliação.
Nenhuma dessas aplicações exige uma grande faixa de vazão. O que elas precisam é de um instrumento que se mantenha preciso e estável com uma vazão baixa e constante em um trecho curto de tubulação de pequeno diâmetro, e que continue funcionando com manutenção mínima em locais onde um técnico pode não visitar o local semanalmente. Esse último ponto leva muitos compradores a optarem pela tecnologia eletromagnética ou de massa térmica em DN15, simplesmente porque não há componentes mecânicos internos sujeitos a desgaste entre as visitas técnicas.
Os requisitos para tubulações retas são frequentemente expressos como um múltiplo do diâmetro do tubo (D), e em DN15 isso se traduz em um trecho físico curto, o que é uma vantagem das instalações de pequeno diâmetro. Um medidor magnético típico ainda requer algo em torno de 5D a montante e 3D a jusante, mas 5D em DN15 é de apenas cerca de 75 mm, portanto, se encaixa mais facilmente em layouts compactos do que a mesma regra em DN100.
A orientação é mais importante neste tamanho do que se imagina. Um medidor magnético ou de Coriolis DN15 deve operar sempre cheio de líquido, portanto, uma instalação vertical com fluxo ascendente é geralmente preferida em tubulações que podem não permanecer cheias, como tubulações de drenagem ou amostragem alimentadas por gravidade. Para medidores térmicos de gás, a montagem horizontal com o elemento sensor na orientação correta evita o acúmulo de condensado ao redor da sonda em tubulações de ar úmido.
Devido ao tamanho reduzido dos componentes DN15, o selante de rosca e o torque de instalação representam fatores de risco maiores do que em medidores maiores. O aperto excessivo de um corpo roscado DN15 contra uma rosca fêmea incompatível é uma causa comum de microfissuras na carcaça do medidor. Por isso, recomendamos sempre o uso de fita de PTFE em vez de selante em pasta e de uma chave dinamométrica em vez de uma chave de cano para qualquer conexão roscada desse tamanho.
A expansão térmica também merece ser mencionada nesta escala. Um medidor Coriolis DN15 medindo um fluido quente, digamos acima de 80 °C (176 °F), sofrerá maior tensão relativa em suas conexões de processo do que um medidor maior, simplesmente porque a junta roscada tem menos material ao redor para absorver o movimento. Em tubulações que operam em altas temperaturas, recomendamos uma conexão flangeada em vez de roscada sempre que a norma de tubulação permitir, e um pequeno trecho flexível em cada lado do medidor se houver vibração.
A instalação elétrica em cabos DN15 costuma ser mais simples do que a instalação mecânica, mas é fácil negligenciar o alívio de tensão dos cabos em um medidor pequeno. Como a caixa é compacta, um cabo rígido puxando o compartimento de terminais pode afrouxar uma conexão ao longo de meses de vibração. Uma curva de alívio e uma prensa-cabo dimensionada corretamente resolvem esse problema a um custo quase nulo, e vale a pena especificar isso no pedido de compra em vez de deixar a cargo de quem fará a instalação elétrica em campo.
| Tipo de medidor | Faixa de vazão típica | Adequação do fluido | Precisão | Saída | Conexão |
| Eletromagnético | 0,3-6 m³/h (5-100 LPM; 1,3-26,4 GPM) | Líquidos condutores, > 5 µS/cm | ±0,5% da leitura | 4-20 mA, pulso, RS485 Modbus RTU | Rosca NPT/BSP, flange sob encomenda. |
| Coriolis | Até 3000 kg/h (110 lb/min); fluxo baixo até 50 kg/h (1,8 lb/min) | Líquidos, algumas pastas | ±0,15% da leitura | 4-20 mA HART, RS485 Modbus RTU | Rosca NPT/BSP, flange sob encomenda. |
| Vórtice | 0,6-6 m³/h de líquido (2,6-26 GPM) | Líquido, vapor, gás (acima da velocidade mínima) | ±1,0% da leitura | 4-20 mA HART, pulso, RS485 Modbus RTU | Flangeado, tipo wafer ou roscado |
| Engrenagem oval | 0,03-2,5 m³/h (0,13-11 GPM) | Líquidos viscosos, óleos, resinas | ±0,5% da leitura | 4-20 mA, pulso, RS485 Modbus RTU | Rosca NPT/BSP, flange sob encomenda. |
| Massa Térmica | 0-30 Nm³/h (0-17,7 SCFM) | Gás limpo, seco e de componente único | ±1,0% da leitura | 4-20 mA HART, RS485 Modbus RTU | Rosca NPT/BSP, de inserção ou em linha |
Os valores acima são representativos para corpos DN15 padrão e variam de acordo com o modelo exato e a redução de diâmetro. Confirme o valor para o seu processo consultando a ficha técnica antes de especificar, especialmente próximo ao limite inferior da faixa.
Se você precisa instrumentar uma tubulação de 1/2 polegada, envie os detalhes abaixo para sales@silverinstruments.com e recomendaremos um tipo e modelo de medidor em até um dia útil.
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