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![Número de Reynolds
Re = Reynolds number
D = Diameter of flow tube [mm]
v = Flow velocity [m/s]
p = Fluid density [kg/m³]
µ = Fluid viscosity [mPa s]
µ
ρ⋅⋅
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vD
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Princípio de Operação](https://image.slidesharecdn.com/vortex-140421141407-phpapp01/85/Vortex-5-320.jpg)
Carregado porMarcos Romanholo
Vortex
O documento descreve o princípio de funcionamento e características técnicas de um medidor de vazão do tipo vórtex. O medidor funciona medindo a frequência de vórtices gerados no fluido, que é proporcional à vazão. Possui alta precisão e baixa perda de carga, com saídas digitais e analógicas. É adequado para medição de gases, líquidos e vapores.
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- 1. Medidor de vazãotipo vórtex - DY maxwel.watanabe@br.yokogawa.com
- 2. Princípio de Medição Copyright:NASA/GSFC/LaRC/JPL, MISR Team, Internet-Source: http://photojournal.jpl.nasa.gov, Photograph of the Terra Satellite, June 6th 2001 Vortices, um fenômeno natural
- 4. Princípio de Funcionamento Mountain intop Vortices Princípio de Operação: A frequência dos vórtices “f” é proporcional a velocidade de escoamento “v” do fluido. E desta maneira é possível obter a vazão através da fórmula: f = St (v/d) onde: f = frequência dos vórtices ; St = número de Strouhal (constante) v = Velocidade; d = espessura do shedder (constante)
- 5. Número de Reynolds Re= Reynolds number D = Diameter of flow tube [mm] v = Flow velocity [m/s] p = Fluid density [kg/m³] µ = Fluid viscosity [mPa s] µ ρ⋅⋅ = vD Re Princípio de Operação
- 6. Princípio de Operação Fluxolaminar, vortices não são formados. NReynolds = 0 a 5.000 Fluxo de transição, formação de vórtices irregular. NReynolds = 5.000 a 20.000 Fuxo turbulento, formação regular de vórtices. NReynolds = >20.000
- 7. Princípio de Operação Afrequência dos vórtices “f” é proporcional a velocidade “v” do fluido. E desta maneira é possível obter a vazão através da fórmula: f = St (v/d) onde: f = frequência dos vórtices St = número de Strouhal (constante) v = Velocidade d = espessura do shedder (constante)
- 8. O que éo número de Strouhal? l O número de Strouhal é a relação entre o intervalo de formação dos vórtices e a espessura do shedder. St = d / l
- 9. Relação entre Numerode Strouhal, Reynolds e velocidade LINEAR RANGE MEASURING RANGE 5 x 10 3 2 x 10 4 VELOCITY .2 .1 .3 80 m/s (GAS) 10 m/s (LIQUID)0,3 m/s (LIQUID) 3,0 m/s (GAS) 7 x !0 7 SPECIFICATION RANGE REYNOLDS NUMBER StrouhalNumber
- 10. Caracterísiticas na medição Características: -Alta rangeabilidade; - Baixa perda de carga residual; - Alta precisão; - Eletrônica sofisticada, tecnologia DSP proprietária da Yokogawa (processamento digital do sinal) permite a estabilidade do sinal de saída, eliminando ruídos de vazão. -Opção multivariável, através de um sensor de temperatura incorporado permite corrigir a temperatura e calcular a vazão mássica do fluido. Propriedades do Fluido a ser medido: Líquidos com baixa viscosidade (até 3 cP) e sem sólidos em supensão. Gases e principalmente vapor saturado e super aquecido. Evitar fluidos multifásicos e aderentes.
- 11. Cristal A Cristal B ForçaH L Como o instrumento mede os Vortex? O Shedder contem dois piezo sensores que sofrem influencia da região de alta pressão antes da formação do vortez e da região de baixa pressão logo após a formação do vortex.
- 12. O cristal piezoelectricoconverte o stress mecanico em pulso eletrico. O cristal é hermeticamente selado e não possui ocntato com o processo. Cristal A Cristal B Força O Fluxo atinge o shedder bar, e se divide formando dois vórtices. Os vortex alternadamente criam uma diferencial de pressão na barra shedder. A barra possui uma maior área na região de alta pressão permitindo assim o micro deslocamento. Vazão Como ele funciona? H L
- 13. Características Técnicas Diâmetro reduzidoincorporado Características principais – Diâmetros disponíveis: 1” a 8” , só para modelos flangeados – Classes de pressão: ANSI 150#, 300# – Redução de tamanho: 1 diâmetro abaixo – Comprimento face a face é o mesmo do diâmetro padrão. Projeto do corpo: 1 diâmetro menor Flange Flange 1" 1 1/2" 2" 3" 4" 6" 8" Diâmetro 1/2" 1" 1 1/2" 2" 3" 4" 6"
- 14. Medidor Vórtex Digital comsensor de temperatura incorporado! Sensor de Temperatura Pt1000 Características Técnicas
- 15. • Multivariável -/MV Sensor de Temperatura (Pt1000, Class A) Detalhe PT1000
- 16. “O” RING Vedação Sede Vedação Placade Metal Disco de Metal Placa de Ceramica Vedação Hermetica CAP ASSEMBLY CRISTAL PIEZOELECTRICO ISOLADOR (SHRINK TUBING) Tubo de Metal Construção do Sensor Barra de Metal solida Shedder
- 17. Cristal Piezoelectrico Placa de Ceramica Disco deMetal Tubo de Metal Placa de Metal “O” Ring Vedação Barra Solida de Metal (Shedder) Não possui diafragmas Sem conexões MTBF superior a 250 anos Construção do Sensor
- 18. BPF Piezo-ceramics Ruido e InterferenciaAmbiente Somador ANALIZADOR SPECTRO 3 Conversor De Carga 1 ANALIZADOR SPECTRO 2 ANALIZADOR SPECTRO 1 CPU Schmitt Trigger GATE ARRAY B A Contador Conversor De Carga 2 Circuito Saida Conversor A/D Conversor A/D Processador de Sinal DSP O digitalYEWFLO possui processador de sinal totalmente digitalizado. Isto permite que a medição realizada por circuitos analógicos (tais como um componente, Schmitt trigger e filtro) possam ser tratados de maneira digital com processamento de ruído e interferência, reduzindo conversores e garantindo maior estabilidade na indicação.
- 19.
- 20. Display Completo eAmigável • Indicação Simultanea de vazão e totalização • Temperatura • Diagnosticos de processo Check Vibração Check Vazão • Confiuração Local Valor Totalizado Menssagem de Diagnostico Vazão HART Indicações do Instrumento
- 21. • Integral • Integralcom Redução Altas Temperaturas Remoto Modelos Yokogawa DY
- 22. DY... /MV –Aplicação em Vapor Saturado Vazão Mássica (Qm)= Vazão Volumétrica (Qv) × Densidade(ρ) • Cálculo – Através de tabelas de vapor embutidas no medidor é encontrada a pressão do vapor utilizando a medição da temperatura; – A temperatura e a pressão define a densidade do vapor; – Combinando a densidade e vazão volumétrica do vapor resulta a vazão mássica. 0 10 20 30 40 50 0 50 100 150 200 250 300 Temperature （℃） Pressure(kgf/cm2） Curva do Vapor Saturado
- 23. DY... /MV –Aplicação em Vapor Superaquecido • Cálculo – Adotada uma constante de pressão; – A temperatura e a pressão adotada define a densidade do vapor; – Combinando a densidade e vazão volumétrica do vapor resulta a vazão mássica. Vazão Mássica (Qm)= Vazão Volumétrica (Qv) × Densidade(ρ) 0 10 20 30 40 50 0 50 100 150 200 250 300 Temperature （℃） Pressure(kgf/cm2） Saturated Steam Curve P? Psat P1 P2 P3
- 24. Características Técnicas Saída devazão mássica pela correção de temperatura Aplicação Vazão Mássica pela correção da temperatura Cálculo A. Vapor Saturado Aplicável Tabela de vapor B. Vapor Super aquecido Aplicável para pressões fixas (ajustes manuais) Tabela de vapor C. Gás Aplicável para pressões fixas (ajustes manuais) Correção de temp./ pressão D. Líquido Aplicável : fator de densidade pela função quadrática da temperatura (ajustes manuais) Correção da densidade com a temperatura
- 25. Características Técnicas Exatidão Básica VazãoVolumétrica nas condições de operação Vazão Mássica ou Vazão Volumétrica nas condições Normais / Standard A. Vapor Saturado +/- 0,5 a 1% Leitura +/- 2,0% Leitura B. Vapor Super aquecido +/- 1,0% Leitura +/- 2,0% Leitura C. Gás +/- 1,0% Leitura +/- 2,0% Leitura D. Líquido +/- 0,75% Leitura +/- 1,5% Leitura Aplicação Exatidão
- 26. Características Técnicas –detalhes no cálculo
- 27. Características Técnicas Saídas Analógicae Pulsos Simultâneas
- 28. Características Técnicas TB AI2 AI1 Volumetric Flow PID (Option) FOUNDATION Fieldbus MassFlow, Temperature LAS DI1DI1 DI2 Blocos Funcionais – Tecnologia Foundation Fieldbus
- 29. Características Técnicas Instalação adequada– exemplos trecho reto necessário 5D or more 5D or more 10D or more 5D or more 10D or more 5D or more ② ① Bent Pipe 10D or more 5D or more ① ①Single bent pipe ②Double bent pipe; coplanar ③Double bent pipe; non coplanar 20D or more 5D or more ② ① Reducer Pipe Expander Pipe Valve position & Straight pipe length 20D or more 5D or more 10D or more 5D or more ① 1) Single bent pipe 20D以上 5D以上 ② ① 2) Double bent pipe; non coplanar In case of DYF reducer type
- 30. • Montagem Tradicional •Montagem com Vórtex com Diâmetro Reduzido Diâmetro Reduzido
- 31. 1) Horizontal Style2) Vertical Style ■ Proper Converter direction （Horizontal piping style） 気体気体 蒸気蒸気 液体液体 Gas Steam Liquid Proper Installation Style for Digital YEWFLO 気体気体 蒸気蒸気 液体液体 ■Proper installation style on each application Please refer the following figure Gas Steam Liquid Gas Steam Liquid
- 32. Características Técnicas Importantes Temperaturade Processo: - 29 a 85 ºC (standard) -196 a 100 ºC (criogenia) - 29 a 450 ºC (alta temperatura) Conexões ao processo: wafer e flanges JIS, ANSI e DIN Classes de pressão: ANSI 150#, 300#, 600#, 900# EN (DIN) PN 10, 16, 25, 40, 64, 100 JIS 10k, 20k, 40k Acabamento: RF com ou sem ranhuras, RJ para ANSI 600# e 900#
- 33. Shedder Bar Transmissor DP BaixaPerda de carga Vazão mássica calculada diretamente com compensão de temperatura Alto erro devido às variações das condições de operação T Alta Perda de carga Orifice Plate Trans. Temperatura e pressão instalados na tubulação INSTALAÇÃO MAIS COMPLEXA Simples instalação entre flanges Precisão garantida nas condições de projeto. Erro alto caso as cond. de operação sejam variáveis. Mínimo erro devido à instabilidade na medição Medição de vazão mássica para vapor saturado ou gases sob P cte Modelo: DY/MV mede a vazão mássica Precisão: 2,0% do valor lido Eliminação do computador de vazão e do sensor de temperatura Vantagens Vórtex x Placa Orifício
- 34. Aplicação UTILIDADES: Vórtex Consumode Vapor CALDEIRA GÁS NATURAL ÁGUA Consum. 1 Consum. 2 Consum. N Magnético Vórtex Vantagens: Rateio: Consumo individual de vapor Avaliação do consumo de água/óleo Avaliação do rendimento da caldeira Medição em cogeração e caldeiras para geração de vapor Indústrias: Refinaria, Petroquímica, Óleo e Gás, Química, Papel e Celulose, Álcool e Açucar, Energia e Mineração
- 35. Aplicação Medição de vazãode álcool hidratado ou anidro Indústrias: Açúcar e Álcool Área: Destilaria Vantagens: Medição volumétrica do álcool Aplicações que não exigem tanta precisão quando comparado com o Coriolis Maior confiabilidade e menos manutenção quando comparado com a placa de orifício Medição da vazão de álcool hidratado na entrada da coluna de Destilação de álcool Anidro. Líquidos Vazão volumétrica Coriolis +/- 0,2% VM Vórtex +/- 0,75% VM Placa de Orifício +/- 2,0% VM
- 36. Cuidados com aespecificação Medição de Vazão Cliente: Projeto: Responsável: MEDIDOR DE VAZÃO TIPO VÓRTEX Standard BRAIN FIELDBUS Multivariável / MV HART Serviço: Fluido: Est. Físico: Gás Líquido Vapor DADOS DO PROCESSO Unid. de Eng. CONEXÃO AO PROCESSO (ANSI ou DIN e classe de pres.) Vazão : Normal Wafer Min. Máx. Flange Ex.: flange ANSI 150#; w afer DIN PN 40 Pressão : Min. CLASSIFICAÇÃO DA ÁREA Máx. À Prova de explosão Temperatura : Normal Min. Área não Classificada Máx. Segur. intrínsica % Sólidos em Suspensão : Sim Não CONVERSOR Densidade : Integral Remoto Viscosidade : Diâmetro da Tubulação : Indicação Local: Sim Conexão Tipo Classe : Não Trecho reto disponível : Compr. do Cabo: m. Material da Tubulação :
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