Como escolher um medidor de vazão de glicol

O glicol, uma importante matéria-prima química, solvente e anticongelante, é amplamente utilizado em diversos setores, como o petroquímico, o automotivo e o têxtil. A medição precisa da vazão de glicol é fundamental para o controle de processos, a contabilização de custos, a transferência de custódia e a garantia da qualidade do produto. Este artigo analisa em detalhes as características de aplicação dos medidores de vazão Coriolis , de engrenagem oval , de área variável e de turbina líquida (TUF) para a medição da vazão de glicol, fornecendo subsídios para a seleção por engenheiros e usuários finais.

O glicol, amplamente utilizado, requer medição de vazão.

Características físicas do meio glicol

A condutividade do glicol é relativamente baixa, com um valor de cerca de 1,07 × 10 ⁻⁶ S/cm, o que limita a aplicação de medidores de vazão eletromagnéticos nesse meio.

Um medidor de vazão magnético consegue medir a vazão de glicol?

O glicol puro não é adequado para medidores de vazão eletromagnéticos devido à sua baixa condutividade. No entanto, se for uma mistura de glicol e água, especialmente quando a proporção de água for particularmente alta, os medidores de vazão eletromagnéticos podem realizar a medição. A medição de fluidos compostos por glicol e água utilizando um medidor de vazão eletromagnético apresenta diversas vantagens, como a ausência de componentes sensores móveis, a possibilidade de medição bidirecional e o baixo custo do sensor de vazão.

O medidor de vazão magnético pode medir a mistura de glicol e água.

Medidor de vazão tipo turbina (TUF) para medição de vazão de glicol

Análise da aplicação do medidor de vazão tipo turbina líquida

O medidor de vazão tipo turbina líquida baseia-se no princípio de que a frequência de rotação das pás da turbina, quando impulsionadas por glicol, é proporcional à vazão. Sendo assim, os medidores de vazão tipo turbina líquida representam uma solução econômica para a medição da vazão de glicol.

O medidor de vazão tipo turbina consegue lidar com a viscosidade do glicol?

Embora a viscosidade do etilenoglicol seja um pouco alta, podendo chegar a 16,1 cP, o medidor de vazão TUF suporta líquidos limpos com viscosidade máxima de cerca de 45 cP, portanto, o medidor de vazão tipo turbina da silverinstruments.com é capaz de lidar com essa tarefa difícil.

Especificações técnicas do medidor de vazão tipo turbina

Faixa de vazão TUF para diferentes tamanhos de sensor e perda de pressão

A precisão de medição dos medidores de vazão de turbina líquida é normalmente de ± 0,5% a ± 1,0%.

Este tipo de medidor de vazão apresenta as vantagens de resposta rápida e ampla faixa de medição (em torno de 10:1), sendo adequado para sistemas de transporte de etilenoglicol com grandes variações de vazão.

Medidor de vazão de glicol digital: possui saída de pulso de 4-20mA, opção de comunicação MODBUS RTU e HART, com transmissor de vazão para exibir a taxa de fluxo de glicol e o fluxo total.

Medidor de vazão tipo turbina digital com display digital para mostrar a vazão de glicol e a vazão total.

Na tubulação de transporte de etilenoglicol, a instalação de medidores de vazão tipo turbina líquida exige atenção especial aos requisitos dos trechos retos de tubulação dianteiros e traseiros. Geralmente, é necessário garantir que o comprimento do trecho reto, de 10D na parte frontal a 5D na parte traseira, assegure a estabilidade do campo de fluxo. Além disso, devido ao desempenho lubrificante do etilenoglicol, a vida útil dos mancais da turbina é relativamente longa.

Tubulações retas suficientes antes e depois do medidor de vazão da turbina

Qual é o medidor de vazão de glicol com a melhor precisão?

O medidor de vazão Coriolis é o medidor de vazão de glicol com a melhor precisão.

Medidor de vazão de glicol de melhor precisão - tipo Coriolis

O medidor de vazão Coriolis baseia-se no princípio da força de Coriolis e determina a vazão mássica medindo a diferença de fase gerada pela vibração do tubo durante o escoamento do glicol. Na medição da vazão de glicol, o medidor de vazão Coriolis apresenta vantagens significativas.

A precisão de medição deste tipo de medidor de vazão mássica é extremamente alta, geralmente atingindo uma precisão de leitura de ± 0,1% a 0,2%, e não é afetada por mudanças na densidade, viscosidade, temperatura e pressão do fluido. Para fluidos como o glicol, os medidores de vazão Coriolis podem fornecer resultados de medição de vazão mássica estáveis e confiáveis. Ao mesmo tempo, o medidor de vazão também pode medir simultaneamente a vazão mássica total, a densidade do glicol e a temperatura, fornecendo a medição de múltiplos parâmetros para o controle do processo.

Vários parâmetros podem ser medidos pelo método de Coriolis.

Os medidores de vazão Coriolis com tubos retos e curvos apresentam características próprias na aplicação com etilenoglicol. O medidor com tubo reto apresenta baixa perda de pressão, porém é sensível a vibrações; já o medidor com tubo curvo oferece alta precisão de medição, mas a perda de pressão é relativamente maior. Em sistemas de transporte de etilenoglicol, devido à alta viscosidade do fluido, recomenda-se a escolha de um medidor de vazão Coriolis com tubo curvo de maior diâmetro para equilibrar a precisão da medição e a perda de pressão.

Desvantagens do uso do medidor de Coriolis para glicol

O custo inicial é o mais elevado; atualmente, o medidor de vazão Coriolis é o mais caro entre todos os medidores de vazão.

O tamanho e o peso são relativamente grandes.

Sensível à vibração durante a instalação da tubulação (exigindo bom suporte), mas não necessita de tubulação reta antes e depois do medidor de vazão.

Medidor de vazão de engrenagem oval para medição de vazão de glicol

Características técnicas do medidor de vazão de engrenagem oval

O medidor de vazão de engrenagem oval é uma opção econômica e amplamente utilizada no controle de processos, dosagem em lotes e outras aplicações.

O medidor de vazão de engrenagem oval é um tipo de medidor de vazão de deslocamento positivo que calcula a vazão medindo o número de vezes que um volume fixo de glicol fluido passa por ele, sendo um tipo de medidor de vazão mecânico. Os medidores de vazão de engrenagem oval e os medidores de vazão de engrenagem helicoidal são tipos comumente usados de medidores de vazão de deslocamento positivo na medição de etilenoglicol.

O medidor de vazão de engrenagem oval calcula a vazão de glicol medindo o tempo de rotação da engrenagem.

O medidor de vazão de engrenagem oval caracteriza-se por sua estrutura simples e alta precisão de medição, apresentando desempenho confiável e preciso na medição da vazão de glicol. Devido à excelente lubrificação proporcionada pelo glicol, ele reduz efetivamente o desgaste entre as engrenagens e prolonga a vida útil do medidor. A precisão de medição desse tipo de medidor geralmente atinge ± 0,2%, sendo adequado para medir vazões pequenas e médias de glicol líquido.

O medidor de vazão de engrenagem oval utiliza duas engrenagens ovais interligadas como elementos de medição, apresentando boa reprodutibilidade na medição de etilenoglicol. Devido às características de viscosidade do etilenoglicol, o medidor de vazão de engrenagem oval proporciona boa vedação e reduz erros de vazamento.

No entanto, é importante observar que os medidores de vazão volumétricos exigem alta pureza do fluido, e impurezas no etilenoglicol podem afetar a precisão da medição, podendo inclusive causar o travamento e a quebra do medidor de vazão PD.

A principal vantagem de um medidor de vazão de engrenagem oval é que sua medição não é afetada por mudanças nas propriedades do fluido, apresentando boa adaptabilidade a meios com grandes variações de viscosidade, como o etilenoglicol. Ao mesmo tempo, esse tipo de medidor de vazão pode medir vazões extremamente baixas, como na faixa de 10 ml/min, com uma vazão mínima medida de alguns mililitros por minuto, atendendo às necessidades de situações de baixo fluxo.

Requisitos mínimos para seções de tubulação reta na instalação de medidor de vazão de engrenagem oval para glicol.

O medidor de vazão de engrenagem oval pode funcionar sem fonte de alimentação externa (contador mecânico).

Medidor de vazão mecânico para medição de vazão de glicol

Medidor de vazão tubular metálico para medição de glicol

Princípio:

Um tubo metálico cônico, montado verticalmente, contém um flutuador que se move livremente. O etilenoglicol flui para cima através do tubo, elevando o flutuador até que o espaço anular entre o flutuador e a parede do tubo crie o equilíbrio. A vazão é indicada pela altura do flutuador (leitura direta) ou convertida em sinais elétricos.

Vantagens de usar um rotâmetro de tubo metálico

• Não requer energia para indicação visual local.
• Lida com mudanças de viscosidade (por exemplo, a faixa de 16,5 a 57 cP do glicol)
• Baixa perda de pressão e restrições mínimas de instalação.
• Construção robusta (totalmente em metal, resistente às propriedades do glicol)
• Custo-benefício para aplicações não críticas.

Contras:

• Precisão moderada (±1–5% FS), inadequada para transferência de custódia.
• Redução limitada do volume (normalmente 10:1)
• Partes móveis (flutuador) suscetíveis a aderir com glicol contaminado.
• As opções de saída (por exemplo, 4–20 mA) aumentam o custo em comparação com os modelos visuais básicos.

Ideal para:

Monitoramento não crítico de etilenoglicol em sistemas HVAC, circuitos de refrigeração industrial ou dosagem de produtos químicos onde não se exige extrema precisão. Evite o uso em aplicações comerciais ou de controle de alta precisão.

Comparação de desempenho de três tipos de medidores de vazão

Em termos de precisão de medição, o medidor de vazão Coriolis apresenta a maior precisão, seguido pelo medidor de vazão de engrenagem oval, enquanto o medidor de vazão de turbina líquida apresenta uma precisão relativamente menor. Na medição de glicol, o medidor de vazão Coriolis oferece uma precisão de ± 0,1%, não sendo afetado por alterações nas propriedades físicas do meio; a precisão do medidor de vazão de engrenagem oval é de aproximadamente ± 0,5%, adequada para condições de operação estáveis; a precisão do medidor de vazão de turbina líquida varia de ± 0,5% a ± 1,0%, sendo necessária a correção da viscosidade.

Considerando a precisão, o método de Coriolis é o melhor.

Do ponto de vista da perda de pressão, os medidores de vazão de engrenagem oval apresentam a maior perda de pressão, seguidos pelos medidores de vazão Coriolis, sendo que os medidores de vazão de turbina líquida apresentam perdas relativamente menores. No sistema de transporte de glicol, a perda de pressão é um fator importante a ser considerado.

Do ponto de vista dos custos de manutenção, os medidores de vazão tipo turbina líquida apresentam os menores custos de manutenção, seguidos pelos medidores de vazão tipo engrenagem oval, que possuem custos de manutenção relativamente mais elevados devido ao desgaste mecânico. O medidor de vazão Coriolis não possui partes móveis internas ao sensor, necessitando, portanto, de menor custo de manutenção.

O custo do medidor de turbina é baixo, mas ele possui peças móveis internas.

Sugestões de seleção e perspectivas de aplicação

Recomenda-se o uso de diferentes tipos de medidores de vazão para diferentes cenários de aplicação. Para requisitos de medição de alta precisão em operações de transferência de custódia de glicol, recomenda-se o uso de medidores de vazão Coriolis.

Ao considerar medidores de vazão para transferência de custódia, o Coriolis é a melhor opção.

Para processos de produção com altos requisitos de controle, os medidores de vazão de engrenagem oval são uma escolha ideal.

O medidor de vazão de engrenagem oval é adequado para o controle de processos com glicol e para o controle de bateladas.

Para aplicações gerais de monitoramento e controle, os medidores de vazão tipo turbina líquida apresentam boa relação custo-benefício.

Para monitoramento e controle geral de glicol, um medidor de vazão tipo turbina é suficiente.

Com o desenvolvimento da Indústria 4.0 e da manufatura inteligente, a tecnologia de medição de vazão de glicol também está em constante evolução. A aplicação de novos materiais melhorou a resistência à corrosão dos medidores de vazão, e a introdução da tecnologia digital elevou o nível de medição inteligente.

No futuro, a medição de múltiplos parâmetros, o diagnóstico remoto e a manutenção preditiva se tornarão a direção de desenvolvimento da tecnologia de medição de fluxo de etilenoglicol.

Levando em consideração a precisão da medição, a economia e a confiabilidade, o pessoal de engenharia e técnico deve selecionar o tipo apropriado de medidor de vazão com base nos requisitos específicos da aplicação e considerar plenamente as características do etilenoglicol durante a instalação e o uso para garantir a operação estável do sistema de medição a longo prazo.