Um medidor de vazão de velocidade é um instrumento que calcula o volume de um fluido (líquido ou gás, como
um medidor de vazão de gás natural , medidor de vazão de ar, medidor de vazão de N2) que passa por uma tubulação, medindo primeiramente a velocidade média do fluido. Seu princípio operacional básico é baseado na equação fundamental de vazão:
Q=v⋅A
Onde:
· Q é a vazão volumétrica
· v é a velocidade média do fluxo na seção transversal do tubo
· A é a área da seção transversal do tubo
Medindo com precisão a velocidade (v) e conhecendo a área do tubo (A), a vazão volumétrica (Q) pode ser determinada com precisão. Essa tecnologia evoluiu rapidamente, resultando em diversos tipos distintos de medidores. Abaixo, apresentamos os medidores de vazão de velocidade mais comuns e representativos utilizados na indústria atualmente.
O medidor de vazão de turbina é um dos medidores de velocidade mais consolidados e amplamente utilizados. Seu componente central é um rotor de turbina posicionado no caminho do fluido.
Princípio de funcionamento: À medida que o fluido flui pela tubulação, ele atinge as pás da turbina, fazendo com que o rotor gire. A velocidade de rotação deste rotor é diretamente proporcional à velocidade do fluido. Ao medir as rotações por minuto (RPM) do rotor, o medidor calcula a velocidade do fluido e, consequentemente, a vazão volumétrica.
Vantagens técnicas e aplicações: · Alta precisão de medição: fornece resultados altamente precisos e repetíveis.
· Ampla taxa de redução: mantém a precisão em uma ampla faixa de taxas de fluxo.
· Excelente linearidade: a relação entre fluxo e saída é consistentemente linear.
· Saída compatível com dispositivos digitais: gera uma saída de pulso que é facilmente processada pela eletrônica digital.
É amplamente utilizado para medir vários líquidos de baixa viscosidade (como água e combustíveis) e gases.
Mais informações sobre medição de fluxo de combustível por medidor de vazão de turbina líquida. Medidor digital de vazão de combustível diesel para turbina.
Faixa de velocidade típica: · Medidor de vazão de turbina líquida: aproximadamente 0,5 a 10 m/s (1,5 a 33 pés/s)
Mais informações técnicas sobre medidores de vazão de turbina a gás em silverinstruments.com. Medidor de vazão de turbina a gás SGW.
· Medidor de vazão de turbina a gás Aproximadamente 5 a 100 m/s (15 a 330 pés/s)
Mais informações técnicas sobre o medidor de vazão de turbina líquida da série SLW em silverinstruments.com. Medidor de vazão de turbina líquida
Um medidor de vazão de vórtice opera com base no "efeito de rua de vórtice de von Kármán", um princípio da dinâmica de fluidos. Ele consegue isso colocando uma obstrução não aerodinâmica, conhecida como corpo de escoamento ou barra de escoamento, no caminho do fluxo.
Princípio de funcionamento: Quando o fluido passa pelo corpo de fluxo, ele se separa e cria um padrão repetitivo de vórtices alternados a jusante. Dentro de uma determinada faixa de vazão, a frequência com que esses vórtices são liberados é diretamente proporcional à velocidade do fluido. Um sensor detecta essa frequência de liberação de vórtices para calcular a vazão.
Vantagens técnicas e aplicações: · Ampla faixa de medição: adequada para um amplo espectro de taxas de fluxo.
· Alta precisão de medição: fornece medições estáveis e precisas.
· Compatibilidade versátil com fluidos: pode medir líquidos, gases e vapor.
· Baixa perda de pressão permanente: impacto mínimo no consumo de energia do sistema.
Fronteira técnica: pesquisas em andamento se concentram na otimização da geometria do corpo do penhasco para gerar uma rua de vórtice mais estável e regular, aumentando ainda mais a precisão e a confiabilidade do medidor.
Faixa de velocidade típica: · Líquidos: Aproximadamente 0,3 a 10 m/s (1 a 33 pés/s)
· Gases/Vapor: Aproximadamente 3 a 80 m/s (10 a 260 pés/s)
Com base na Lei de Indução Eletromagnética de Faraday, o medidor de vazão eletromagnético é a escolha ideal para medir o fluxo de líquidos condutores.
Princípio de funcionamento: À medida que um líquido condutor flui através de um campo magnético gerado pelo medidor, ele atua como um condutor. Isso induz uma tensão perpendicular à direção do fluxo e ao campo magnético. A magnitude dessa tensão é diretamente proporcional à velocidade média do líquido.
Vantagens técnicas e aplicações: · Resposta extremamente rápida: com histerese insignificante, é perfeito para capturar variações instantâneas de fluxo.
· Sem obstrução ao fluxo: o tubo é transparente, o que significa que não há peças móveis e nenhuma perda adicional de pressão, é um medidor de vazão de passagem plena. mais informações técnicas sobre medidor de vazão de passagem plena: Medidor de vazão eletromagnético de passagem plena
· Alta precisão: em um perfil de fluxo estável e totalmente desenvolvido, o medidor representa com precisão a velocidade média.
Limitações e contramedidas: · Requisitos do fluido: O fluido medido deve ter uma condutividade elétrica mínima, tornando-o inadequado para gases e a maioria dos produtos à base de hidrocarbonetos.
· Interferência Eletromagnética (EMI): Pode ser suscetível a ruídos elétricos externos. Aterramento e blindagem eletromagnética adequados são necessários para uma operação confiável.
Faixa de velocidade típica: · Líquidos: podem medir uma faixa muito ampla, normalmente de 0,1 a 10 m/s (0,3 a 33 pés/s), destacando-se em aplicações de baixa vazão onde outros medidores podem falhar.
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A medição de vazão ultrassônica é uma tecnologia não invasiva em rápido desenvolvimento. Ela calcula a vazão analisando o comportamento das ondas sonoras ultrassônicas ao passarem por um fluido em movimento.
Princípio de operação: Existem dois métodos principais:
1. Método do Tempo de Trânsito: Este método mede a diferença de tempo entre um pulso ultrassônico enviado a montante e outro enviado a jusante. O pulso viaja mais rápido a favor do fluxo e mais lentamente contra ele. Essa diferença de tempo é diretamente proporcional à velocidade do fluido. Mais informações sobre o método do tempo de trânsito: Medidor de vazão por tempo de trânsito
2. Método Doppler: Este método baseia-se no efeito Doppler. Ele transmite um sinal ultrassônico para o fluido, que é refletido em partículas suspensas ou bolhas de ar. A mudança de frequência do sinal refletido é proporcional à velocidade do fluido. Mais informações sobre o medidor de vazão Doppler: Medidor de vazão ultrassônico Doppler
Vantagens técnicas e aplicações: · Medição Não Invasiva: Sensores clamp-on são montados na parte externa da tubulação, sem causar queda de pressão e permitindo a instalação sem interromper o processo. Isso os torna ideais para tubulações de grande diâmetro e aplicações de alta vazão. Mais informações técnicas sobre medição não invasiva: Medidor de vazão de água não invasivo.
· Tempo de trânsito: oferece alta precisão, mas é melhor para líquidos limpos, pois partículas ou bolhas podem interferir no sinal.
· Doppler: Excelente para medir fluxos bifásicos (líquidos com sólidos suspensos ou bolhas) onde medidores de tempo de trânsito falhariam.
Faixa de velocidade típica: · Geral (Líquidos e Gases): Extremamente versátil, capaz de medir velocidades de muito baixas a muito altas, geralmente na faixa de 0,03 a 35 m/s (0,1 a 115 pés/s).
Os medidores de vazão mássica térmica operam com base nos princípios da transferência de calor. Um elemento sensor aquecido é colocado no fluxo e a taxa de dissipação de calor é medida para determinar o fluxo.
Princípio de operação: Existem dois modos principais:
1. Anemometria de Temperatura Constante (CTA): O sensor é mantido a uma temperatura constante e a corrente de aquecimento necessária para mantê-la é medida. Fluxos mais altos requerem mais corrente.
2. Anemometria de Corrente Constante (CCA): Uma corrente constante é aplicada ao sensor e a variação de temperatura resultante é medida. Um fluxo maior resulta em uma temperatura do sensor mais baixa.
Tipos e aplicações: · Anemômetro de Fio Quente: Este é um medidor de velocidade real conhecido por sua resposta de frequência extremamente alta e tamanho reduzido da sonda. É amplamente utilizado em pesquisas de dinâmica de fluidos para medir a velocidade instantânea em pontos específicos de um campo de fluxo.
· Medidores de Vazão Mássica Térmica: A maioria dos medidores térmicos industriais é projetada dessa forma. Seu sinal de saída se correlaciona diretamente com a vazão mássica do fluido, não com sua vazão volumétrica, o que é uma distinção fundamental. Eles são excepcionalmente bons para medições de gases em baixas vazões.
Faixa de velocidade típica (para aplicações de gás industrial): · Gases: Excelentes para aplicações de baixa velocidade, com uma faixa muito ampla, normalmente de 0,1 a 120 m/s (0,3 a 400 pés/s).
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