11. Conceitos
Vazão
Volume de fluido que passa por uma determinada seção de uma
tubulação (ou local), por unidade de tempo. Corresponde à taxa
de escoamento de algum material transportado por unidade de
tempo.
Unidade (SI): m3/s.
Outras: LPM (L/min), m3/hora, GPM (galões/min), etc.
Q = V / Δt = v . A
Q = vazão (m3/s);
V = volume escoado (m3);
Δt = tempo (s).
12. Conceitos
Vazão
No caso de gases e vapores, a vazão instantânea pode ser expressa
em kg/h ou m3/h.
Vazão também pode ser usada para indicar fluxo de sólidos.
Ex.: pelotas de ferro, grão, areia, etc.
Nesses casos é mais comum usar unidades relacionadas ao fluxo de
massa por tempo.
Ex.: kg/s, kg/min, ton/h, lb/s, etc.
13. Conceitos
Especificações
Quando se mede a vazão em unidades de volume, devem ser
especificadas as "condições base" consideradas.
Líquidos: indicar que a vazão ocorre "nas condições de operação",
i.e., 0 °C, 20 °C, ou outro valor.
Gases: indicar a vazão em Nm3/h = metros cúbicos normais (padrão
normalizado) por hora, à 0 °C e à pressão atmosférica. Outra forma
é em SCFM = pés cúbicos normais por minuto, à 60°F e 14,696 psia
(1atm).
Nota: psia = psi absoluto, ou seja, pressão medida considerando a
atmosférica.
15. Medição de Vazão
Tipo de Medidores de Vazão
Existem dois tipos de medição: medidores de quantidade e medido-
res volumétricos.
1. MEDIDORES DE QUANTIDADE
Indica a quantidade de material que passou de um instante inicial
até o presente (quantidade absoluta).
Uso: bombas de gasolina, hidrômetros, balanças industriais e etc.
1.a) Quantidade por pesagem: utilizados para medição de sólidos.
Ex.: balanças.
1.b) Quantidade volumétrica: volume total de material transferida no
período.
Ex.: disco nutante, pistão rotativo oscilante, pistão alternativo, pás,
engrenagem e etc.
16. Medição de Vazão
Tipo de Medidores de Vazão
2. MEDIDORES VOLUMÉTRICOS
Indica a vazão por unidade de tempo (vazão instantânea).
Medição por Pressão Diferencial: elementos primários são colocados
na tubulação.
Funcionamento
Aumentam a velocidade do fluído através da redução da seção
onde ele passa isso provoca uma queda de pressão.
Através da medição da variação de pressão antes (alta) e depois
(baixa), calcula-se a vazão.
Problema: perda de carga (redução da intensidade do fluxo).
Ex.: placa de orifício provoca a maior perda de carga de 40% a 80%
da pressão original.
17. Medição de Vazão
Regime de Vazão
•Regime Laminar
Escoamento do fluido em forma de “lâminas”. A diferença das
velocidades é grande.
•Regime Turbulento
Velocidade mais uniforme, com pequena diferença entre os pontos.
18. Medição de Vazão
Algumas técnicas de medição
1 – por Área variável
2 – por Pressão diferencial
3 – por Arrasto
4 – por Deslocamento positivo
5 – por Turbina
6 – por Variação Térmica
7 – por Ultrassom
9 – Eletromagnética
10 – por Geração de vórtices
11 – por Força de Coriolis
33. Medição de Vazão
Eletromagnética
Baseado na Lei de Faraday.
Um fluido condutor que se
move dentro de um campo
magnético produz um tensão
induzida – proporcional à
intensidade do campo,
comprimento e velocidade do
condutor.
Mostrar animação
34. Medição de Vazão
Geração de vórtices
Um fluido ao ultrapassar um
obstáculo à uma velocida-
de mínima, forma vórtices.
Devido ao formato especial
do obstáculo, a frequência
dos vórtices é proporcional
à velocidade de
escoamen-to e
independente da pressão,
temperatura, densidade e
viscosidade.
35. Medição de Vazão
Força de Coriolis Mostrar animação
Baseado no efeito Coriolis para medir a quantidade de massa que
se move dentro da tubulação.
O fluido se desloca pelo tubo em U, que vibra na direção perpendi-
cular ao fluxo. O fluido em movimento interage com a vibração
devido a força de Coriolis, causando a torção do tubo. Quanto
maior a deformação, maior o fluxo.
37. Experiências
Experiência na miniplanta Amatrol de Controle Processo
Medição de fluxo com na miniplanta Amatrol (Manual 12):
•Paddlewheel (roda de pás) Manual 9
•Tubo de Pitot
•Placa de orifícios
•Tubo de Venturi
38. Fim
Prof.: Guilherme P. Colnago
Dúvidas: gpcolnago@ifes.edu.br