Vazão

1. Vazão

2. A medição de vazão inclui, no seu sentido mais amplo, a determinação da quantidade
de líquidos, gases e sólidos que passa por um local específico na unidade de tempo;
podem também ser incluídos os instrumentos que indicam a quantidade total
movimentada, num intervalo de tempo. A quantidade total movimentada pode ser
medida em unidades de volume (litros, mm3, cm3, m3, galões, pés cúbicos) ou em
unidades de massa (g, kg, toneladas, libras). A vazão instantânea é dada por uma
dessas unidades, dividida por uma unidade de tempo (litros/min, m3/hora, galões/
min). No caso de gases e vapores, a vazão instantânea pode ser expressa em kg/h ou
em m3/h.

3. Vazão Volumétrica
É definida como sendo a quantidade em volume que escoa através de
uma certa seção em um intervalo de tempo considerado. É
representado pela letra Q e expressa pela seguinte equação:
Q = V/t Onde: V = volume e t = tempo
Unidades de Vazão Volumétricas
As unidades de vazão volumétricas mais utilizadas são: m 3 /s, m 3
/h, l/h, l/min GPM, Nm 3 /h e SCFM.
Na medição de vazão volumétrica é importante referenciar as
condições básicas de pressão e temperatura, principalmente para
gases e vapor pois o volume de uma substância depende da pressão
e temperatura a que está submetido.

4. Vazão Mássica
É definida como sendo a quantidade em massa de um fluido
que atravessa a seção de uma tubulação por unidade de
tempo. É representada pela letra Qm e expressa pela seguinte
equação:
Qm = m/t
Onde:
m = massa
t = tempo
Unidades de Vazão Mássica
As unidades de vazão mássica mais utilizadas são: kg/s, kg/h,
T/h e Lb/h.

6. •Tipos de medidores de vazão
Existem dois tipos de medidores de vazão: os de quantidade e os volumétricos.
•Medidores de quantidade
São aqueles que, a qualquer instante, permitem saber a quantidade de fluxo
que passou, mas não a vazão do fluxo que está passando, como por exemplo
as bombas de gasolina, os hidrômetros, as balanças industriais.
Medidores de quantidade por pesagem
São as balanças industriais, utilizadas para medição de sólidos.
Medidores de quantidade volumétrica
São aqueles que o fluido, ao passar em quantidades sucessivas pelo mecanismo
de medição, aciona o mecanismo de indicação.
Estes medidores são utilizados como elementos primários das bombas
de gasolina e dos hidrômetros, como por exemplo os da abaixo: disco
nutante, tipo pistão rotativo, tipo pás giratórias, tipo engrenagem etc.

8. Medidores volumétricos
São aqueles que exprimem a vazão por unidade de tempo.
Medição de vazão por pressão diferencial
A pressão diferencial é produzida por vários tipos de elementos primários, colocados
nas tubulações de forma tal que o fluido passe através deles. A sua função é aumentar
a velocidade do fluido, diminuindo a área da seção em um pequeno comprimento para
haver uma queda de pressão. A vazão pode então ser medida a partir desta queda.

10. De todos os elementos primários
inseridos em uma tubulação para gerar
uma pressão diferencial e assim efetuar
medição de vazão, a placa de orifício é a
mais simples, de menor custo e portanto
a mais empregada.
Consiste basicamente de uma chapa
metálica, perfurada de forma precisa e
calculada, a qual é instalada
perpendicularmente ao eixo da
tubulação entre flanges. Sua espessura
varia em função do diâmetro da
tubulação e da pressão da linha.
Medição de Vazão por Placa de Orifício

12. O diâmetro do orifício é calculado de modo que seja o mais preciso
possível, e suas dimensões sejam suficientes para produzir à máxima
vazão uma pressão diferencial máxima adequada.
As placas de orifício são costumeiramente fabricadas com aço
inoxidável, monel, latão, etc. A escolha depende da natureza do fluido a
medir.
Vantagens da Placa: Instalação fácil, Econômica , Construção
simples e de fácil manutenção.
Desvantagem da Placa: Alta perda de carga

13. a)Orifício Concêntrico: para líquidos, gases e vapor que não contenham
sólidos em suspensão
b)Orifício excêntrico: Utilizada quando tivermos fluido com partículas em
suspensão, os quais possam ser retidos e acumulados na base da placa,
sendo o orifício posicionado na parte de baixo do tubo
c)Orifício segmental: Tem abertura para passagem de fluido disposta em
forma de segmento de círculo. È destinada para uso em fluidos laminados
e com alta porcentagem de sólidos em suspensão.

14. Tipos de Contorno do Orifício:
•Orifício com bordo quadrado: Sua
superfície forma um ângulo de 90° com
ambas as faces da placa, é empregado em
tubulações maiores que 6”.
•Orifício com bordo arredondado: É
utilizado para fluidos altamente viscosos.
•Orifício com bordo quadrado e face da
jusante em ângulo de 45°: É de uso geral.
O chanfro na face jusante serve para
diminuir a turbulência e seu ângulo por
variar de 30 a 45°.

18. TUBO VENTURI
O tubo Venturi, combina dentro de uma unidade simples, uma curta
garganta estreitada entre duas seções cônicas e está usualmente
instalado entre duas flanges, numa tubulações. Seu propósito é acelerar
o fluído e temporariamente baixar sua pressão estática.

19. TUBO VENTURI
A recuperação de pressão em um tubo Venturi é bastante eficiente, sendo
seu uso recomendado quando se deseja um maior restabelecimento de
pressão e quando o fluido medido carrega sólidos em suspensão. O Venturi
produz um diferencial menor que uma placa de orifício para uma mesma vazão
e diâmetro igual à sua garganta.

20. É um dispositivo para medição de vazão através da velocidade detectada em um
ponto da tubulação.
O tubo de Pitot é um tubo com uma abertura em sua extremidade, sendo esta
colocada na direção da corrente fluida de um duto. A diferença da pressão total e
a pressão estática da linha nos dará a pressão dinâmica, a qual é proporcional ao
quadrado da velocidade.
Medição de Vazão por Tubo Pitot

22. Medição de Vazão por Annubar
O Annubar é um dispositivo de
produção de pressão diferencial que
ocupa todo o diâmetro do tubo . O
annubar é projetado para medir a
vazão total , de forma diferente
dos dispositivos tradicionais de
pressão diferencial . Ideal para
medição de gás e vapor numa
variedade de industrias, tais como:
Produção de óleo e gás, refinaria,
petroquímica, Energia, utilidades,
papel e celulose.

23. Rotâmetros são medidores de vazão por área variável, nos quais um flutuador varia sua
posição dentro de um tubo cônico, proporcionalmente à vazão do fluido.Basicamente,
um rotâmetro consiste de duas partes:
1) Um tubo de vidro de formato cônico, o qual é colocado verticalmente na tubulação em
que passará o fluido que queremos medir. A extremidade maior do tubo cônico ficará
voltada para cima.
2) No interior do tubo cônico teremos um flutuador que se moverá verticalmente, em
função da vazão medida.

25. Princípio Básico
O fluido passa através do tubo da base para o topo. Quando não há vazão, o
flutuador permanece na base do tubo e seu diâmetro maior é usualmente
selecionado de tal maneira que bloqueie a pequena extremidade do tubo, quase que
completamente. Quando a vazão começa e o fluido atinge o flutuador, o empuxo
torna o flutuador mais leve; porém, como o flutuador tem uma densidade maior que a
do fluido, o empuxo não é suficiente para levantar o flutuador.
A área de passagem oferece resistência à vazão e a queda de pressão do fluido
começa a aumentar. Quando a pressão diferencial, somada ao efeito de empuxo do
líquido, excede a pressão devido ao peso do flutuador, então o flutuador sobe e
flutua na corrente fluida.

26. Medidor de Vazão por magnetismo
O princípio de medição é baseado na lei de Faraday que diz que:
“Quando um condutor se move dentro de um campo magnético,
é produzida uma força eletromotriz (f.e.m.) proporcional a
sua velocidade.”
B® Densidade do fluxo magnético [ weber/
m 2 ]
D ® Distância entre os eletrodos [m]
V ® Velocidade do fluxo [m/s]
E ® Tensão induzida [Volts]

28. Caracteristica:
O fluido a ser medido deve ser condutor de eletricidade;
Utilizado somente para medição de vazão em liquidos;
A parede interna da tubulação deve apresentar isolação eletrica;
A medição é indepedente das propriedades do fluido;
Mede vazão nos dois sentidos;
Mede a vazão volumétrica;

30. Medidor tipo turbina
Na Figura abaixo apresentamos esse medidor, que é constituído por um rotor montado axialmente
na tubulação. O rotor é provido de aletas que o fazem girar quando passa um fluido na tubulação do
processo. Uma bobina captadora com um ímã permanente é montada externamente à trajetória do
fluido. Quando este se movimenta através do tubo, o rotor gira a uma velocidade determinada pela
velocidade do fluido e pelo ângulo das lâminas do rotor. À medida que cada lâmina passa diante da
bobina e do ímã, ocorre uma variação da relutância do circuito magnético e no fluxo magnético total
a que está submetida a bobina. Verifica-se então a indução de um ciclo de tensão alternada.

31. Medidor tipo coriolis
A tecnologia Coriolis oferece muitas vantagens sobre as
tecnologias tradicionais de medição volumétricas, tanto
para líquidos como para gases.
Medição de múltiplas variáveis:

•Taxa de vazão mássica
•Taxa de vazão volumétrica
•Densidade
•Temperatura
• Alta precisão (+/-0.1%) e repetibilidade que significa
melhoria na qualidade dos produtos e redução de
desperdícios. Fácil instalação porque não exige
montagem especial, nem condicionamento da vazão e
nem trechos retos são requisitados.
Baixa manutenção por não ter partes móveis 

33. Coriolis _ Principio de operação
Vibração do tubo:
O fluido do processo é
dividido em duas partes,
cada parte passando por um
dos tubos do medidor
Coriolis.
Durante o funcionamento,
uma bobina pressa a um dos
tubos recebe pulsos que
fazem os tubos oscilarem
para cima e para baixo, em
oposição de um em relação
ao outro.

34. Coriolis _ Principio de operação
Geração do Sinal:
O conjunto imã-bobina, chamado de
pick-offs, são montados nos tubos.
As bobinas são montadas de um lado
do tubo e os imãs são montados no
tubo oposto.
Cada bobina movimenta-se através
do campo magnético uniforme do imã
adjacente.
A voltagem gerada em cada bobina
(pickoff) produz um sinal senoidal. O
sinal senoidal é produzido devido ao
movimento relativo de um tubo em
relação ao outro.

35. Coriolis _ Principio de operação
Sem vazão :
Os tubos oscilam 180 graus de um
em relação ao outro, quando um
tubo move-se para baixo o outro
move-se para cima e vice-versa.
Ambas as bobinas Pickoffs – uma
no lado de entrada e outra no lado
de saida do tubo – geram uma
onda senoidal de corrente
continuamente quando os tubos
estão vibrando. Quando não há
vazão, as ondas senoidais estão
em fase.

36. Coriolis _ Principio de operação
Sem vazão : Sem efeito
Coriolis
Sem vazão, não há o efeito
Coriolis e as ondas
senoidais produzidas estão
em fase uma com a outra.

37. Coriolis _ Principio de operação
Com vazão : Efeito Coriolis
Quando o fluido passa pelos tubos sensores, a Força de Coriolis são induzidas. Esta
força faz com que os tubos se encurvem um em oposição ao outro. Quando um tubo esta
se movendo para cima durante metade do ciclo de vibração, o fluido circulante no interior
do tubo se opôe ao movimento pressionando o tubo para baixo.
Tendo o momento ascendente do tubo passado pela curva, o fluido saindo do sensor
resiste tendo este movimento vertical reduzido. Isto causa o encurvamento do tubo.

38. Coriolis _ Principio de operação
Vazão - Delta-T:
Como resultado do encurvamento dos
tubos, as ondas senoidais geradas pelas
bobinas de pickoffs estão agora fora de
fase porque o lado de entrada fica
atrasado em relação ao lado de saida.
A diferença de tempo entre as ondas
senoidais é medida em microsegundos e
é chamada de Delta-T.
O Delta-T é diretamente proporcional à
taxa de fluxo de massa. Um grande Delta-
T significa uma grande quantidade de
massa circulando.

39. Vantagens:
•Não produz queda de pressão
•Ampla rangebilidade ( 50:1)
•Fluxo bi-direcional
•Sem partes móveis
•Baixo custo de manutenção
•Insensível à contaminação
Aplicações
•Medição para transferência de
custódia (modelo com 3 ou 5 paths)
•Controle de compressores de gás
•Plantas de processamento de gás
•Estações de medição e regulação
•Termelétricas a gás
Medidor de Vazão por ultra som

40. Medidor de Vazão por ultra-som