O documento descreve diferentes instrumentos de medição de vazão, definindo vazão e discutindo como a vazão pode ser medida em termos de volume, massa ou peso. Ele também explica os principais tipos de instrumentos, incluindo medidores de pressão diferencial, rotâmetros, medidores de turbina, medidores magnéticos e ultrassônicos.

1. Instrumentos de Vazão
Professor Marcelo Magalhaes Barbosa

2. Objetivo
Ao término deste treinamento, o aluno
deverá ser capaz de definir vazão e de
enumerar e descrever as principais
características do medidores de vazão
aqui apresentados
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3. Vazão
Vazão é a quantidade de fluido que passa
através da seção de uma tubulação em uma
unidade de tempo considerada.
A vazão pode ser medida de três maneiras:
em volume;
em massa;
em peso.
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4. Vazão em Volume
O volume do
fluido que escoa
através de uma
certa seção num
intervalo de tempo
considerado
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5. Vazão em um Tubulação
B
Q=
t
Q
B
t
L
é a vazão,
o volume e
o tempo.
(distância)
B = S⋅L V = L
t
S⋅L
Q=
t Q = S⋅V
S
l
V
S
B
(Seção da tubulação)
(volume)
é a seção da tubulação (área),
a distância percorrida e
a velocidade.
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6. Unidade de Vazão em Volume
As unidades mais utilizadas são as seguintes: m3/s,
cm3/s, m3/h, litros/h, GPM, IGPM, SCFM.
GPM - galão por minuto
IGPM - galão imperial por minuto
No caso de gases, costuma-se indicar:
Nm3/hora - metros cúbicos “normais” por hora (à
temperatura de 0ºC e à pressão atmosférica)
SCFM - pés cúbicos “Standard” por minuto (à
temperatura de 60ºF e e à pressão de 14,696 psi)
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7. Vazão em Massa
Vazão
massa
seção
tempo
QM =
onde
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em massa é a quantidade de
de um fluido que atravessa a
da tubulação na unidade de
considerada.
M
t
M = massa
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8. Vazão em Massa
Pode-se relacionar a vazão em massa
com a vazão em volume, lembrando-se
que:
massa
massa específica
=
volume
M
ou seja,
ρ=
V
M ρV
ρV = M Logo: Q =
Tem-se que:
=
= Q.ρ
M
t
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t
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9. Vazão em Massa
Basta multiplicar a vazão em volume
numa seção pela massa específica do
fluido, para obter-se a vazão em massa.
QM = Q . ρ
Como: Q = S .V
Logo: QM = ρ . S . V
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10. UNIDADE DE VAZÃO EM MASSA
utm
QM →
g
kg
s
g
s
kg
h
onde:
utm - unidade técnica de massa
kg - quilograma (massa)
g
- grama (massa)
No sistema técnico de Unidade, utilizamos
como unidade de massa “utm” , sendo sua
relação com o quilograma-massa de:
1 utm = 9,8 kg.
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11. VAZÃO EM PESO
Vazão em peso é o peso do fluido que
atravessa uma seção na unidade de
tempo considerada.
W
QW =
onde: W – peso
t
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12. VAZÃO EM PESO
Como no caso de massa, pode-se
relacionar a vazão em peso com a
vazão em volume.
W
Peso específico =V
W
V
onde:
γ=
Tem-se que: γ. V = W logo: Qw = W = γ .tV
t
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= Q.γ
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13. VAZÃO EM PESO
Basta multiplicar a vazão em volume
numa seção pelo peso específico do
fluido, para se obter a vazão em peso.
Dessa forma, pode-se escrever:
Qw = γQ
Como Q = VS
Logo = Qw = γ SV
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14. UNIDADES DE VAZÃO EM PESO
kgf
QG →
s
N
s
ton
h
kgf - quilograma-força
N - Newtons
ton - toneladas
A relação entre Newton (unidade de força do
sistema MKS) e o quilograma-força (unidade
de força do sistema MKS técnico) é a
seguinte:
1 quilograma-força = 9,8 Newtons
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15. PRINCIPAIS FATORES DE
CONVERSÃO DE UNIDADES
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
galão
galão imperial
SCFM
m3
litro
m3
barril
m3
libra
kg
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=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
3,7853 litros
4,545 litros
0,0283168 m3 por minuto
1000 litros (ou dm3)
1000 cm3
35,8147 pés cúbicos
159 litros
264,18 galões
0,452 kg
2,2046 libras
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16. MEDIÇÃO DE VAZÃO POR
PRESSÃO DIFERENCIAL
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17. TIPOS DE GERADORES DE
PRESSÃO DIFERENCIAL
I II III VI V -
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Placa de Orifício
Tubo Venturi
Bocal de Vazão
Tubo de Dall
Tubo de Pitot
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18. Placa de Orifício e flange de
união
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19. TIPOS DE ORIFÍCIOS
Concêntricos
Excêntrico e segmentar
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20. Placa de Orifício Concêntrico
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21. Retificadores de Fluxo do Tipo
tubular e colmeia
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22. Placa de Orifício Excêntrico
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23. Placa de Orifício Segmentar
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24. Placa de Orifício Segmentar
para tubulações acima de 24”
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25. VANTAGENS DAS PLACAS DE
ORIFÍCIO
Instalação fácil
Econômicas
Construção simples
Manutenção e troca fáceis
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26. DESVANTAGENS DAS PLACAS
DE ORIFÍCIO
A placa de orifício apresenta maior
perda de carga, quando comparada
com os demais elementos primários.
Essa perda de carga em alguns casos
provoca uma condição impraticável para
o processo.
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27. TOMADAS DE PRESSÃO
DIFERENCIAL PARA PLACA DE
ORIFÍCIO
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28. Tomada de Flange
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29. VANTAGENS
Podem ser facilmente inspecionadas,
dada sua localização próxima à face do
flange.
Os flanges podem ser adquiridos
prontos, dentro de normas com grande
precisão.
As tomadas são simétricas, podendo ser
utilizadas para fluxo nos dois sentidos
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30. DESVANTAGENS
Os flanges utilizados são especiais;
portanto, são caros.
Não se recomenda o uso desse tipo de
tomada em tubulações menores que 2”,
pois a tomada de baixa pressão se situa
numa região altamente instável da
curva de recuperação de pressão.
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31. Tomada de Vena Contracta
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32. Tomadas de tubulação (PIPES
TAPS 2 ½” e 8” DD)
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33. Tubo Venturi
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34. Bocal
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35. Tubo de Dall
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36. Tubo de Pitot
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37. Rotâmetro
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38. Rotâmetros
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39. Medidor de vazão tipo turbina
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40. Medidor de vazão tipo turbina
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41. Medidor de vazão tipo turbina
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42. Medidor de vazão magnético
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43. Medidor de vazão magnético
em corte
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44. Medidor de vazão magnético
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45. Medidor de vazão magnético
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46. Medidor de vazão do tipo
Disco Oscilante ou Nutante
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47. Medidor de Vazão do tipo
pistão oscilante
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48. Medidor para gás com 2 lóbulos
de deslocamento rotativo
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49. Medidor rotativo de palhetas
corrediças
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50. Medidor rotativo de palheta
retrátil
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51. Vertedor
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52. Vertedor
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53. Calha Parshall
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54. Calha Parshall
28/10/2013
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55. Medidor de vazão ultrassônico
por tempo de trânsito
TRANSDUTOR
FLUXO
TRANSDUTOR
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56. Medidor de vazão ultrassônico
por tempo de trânsito
28/10/2013
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57. PRODUÇÃO
Professor Marcelo Magalhaes Barbosa
mmbarbosasenaibm@gmail.com
Técnica Viviana Meireles
ameivivi@gmail.com