Relatório Smaira, Provas de Química Industrial

Baixe Relatório Smaira e outras Provas em PDF para Química Industrial, somente na Docsity!

A medição pode ser realizada a partir da pressão diferenciada que pode ser produzida por vários tipos de elementos primários colocados na tubulação de forma que o tal fluido passe através dele. Sua finalidade é aumentar a velocidade do fluido diminuindo a área de seção em um pequeno comprimento para haver uma queda de pressão. Se no interior de uma tubulação tiver uma restrição em qualquer ponto do fluxo, de acordo com a LEI de BERNOULLI da conservação de energia, haverá um aumento da velocidade do fluído e uma redução na pressão estática. Ou seja, o que o fluido ganha em pressão dinâmica perderá em pressão estática. Ao passar pela restrição haverá uma recuperação parcial desta perda da pressão estática, mas haverá uma pequena perda permanente da mesma pressão. Tais elementos são denominados de deprimogênios. Dos muitos dispositivos inseridos em uma tubulação para se criar uma pressão diferencial, o mais simples e mais comum é a placa de orifício. A placa de orifício consiste basicamente de uma chapa plana, 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 (conforme figura 1). 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. É essencial que as bordas do orifício estejam sempre perfeitas, porque, se ficarem gastas, corroídas pelo fluido, a precisão da medição será comprometida.

Figura 1. Placa de orifício e falange de união

A placa de orifício pode ser ajustada mais convenientemente entre flanges de tubo adjacentes e pontos de tomadas de impulso feitos em lugares adequados, uma montante da placa e o outro em um ponto no qual a velocidade, devido à restrição, seja máxima. Este ponto não é próprio orifício porque, devido à inércia do fluido, a área de sua secção transversal continua a diminuir após passar através do orifício, de forma que sua velocidade máxima está a jusante do orifício, na vena contracta. É neste ponto que a pressão é mais baixa e a diferença de pressão a mais acentuada. Este dispositivo apresenta como vantagens: instalação fácil, econômica, construção simples e de fácil manutenção. Em contrapartida, uma desvantagem apresentada é a perda de carga. Em 2008 estimava-se que 80% das medições de vazão na indústria eram realizadas com dispositivos do tipo orifício. O tipo mais comum de orifício é o concêntrico, mas dependendo da necessidade podem ser utilizadas placas com orifícios excêntricos ou segmentais.

3. – Medidor Venturi

restabelecimento de pressão (cerca de 10%), e quando o fluido medido carrega partículas sólidas em suspensão. Quanto as desvantagens temos:

• custo elevado (chegando a uma considerável diferença quando comparado a uma placa de orifício).
• dimensões grandes e incômodas
• dificuldades na instalação e sua manutenção.

4. – Rotâmetros 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 (figura 3). Basicamente um rotâmetro consiste de duas partes:

1. Um tubo de vidro de formato cônico que é colocado verticalmente na tubulação, em que passará o fluido a ser medido e cuja extremidade maior fica voltada para cima.
2. No interior do tubo cônico, um flutuador que se moverá verticalmente, em função da vazão medida.

Figura 3. Rotâmetro.

Em um rotâmetro, 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. Qualquer aumento na vazão movimenta o flutuador para a parte superior do tubo de vidro e a diminuição causa uma queda a um nível mais baixo. Cada posição sua corresponde a um valor determinado de vazão e somente um. É somente necessário colocar uma escala calibrada na parte externa do tubo e a vazão poderá ser determinada pela observação direta da posição do flutuador. Este equipamento tem como vantagem a medição de vazões extremamente pequenas, como vazões muito altas. Além de que a perda de pressão provocada pelo rotâmetro é praticamente constante em todo o percurso do flutuador.

Existem vários tipos de flutuadores, e sua escolha varia em função do tipo de fluído e características físicas do mesmo.

5. – Manômetros Uma vez que a maioria dos medidores de vazão tende a utilizar uma diferença de pressão numa seção sensível do dispositivo, é necessário usar um medidor de pressão simples e fácil de usar para indicar tal diferença. Os manômetros são usados para medir diferenças de pressão relativamente baixas, pois as diferenças mais elevadas fazem com que os ramos do manômetro tenham de ter comprimentos impraticáveis. É o manômetro de coluna que se apresenta como o mais simples de todos. O aparelho é construído basicamente em tubo reto em forma de “U” preenchido com fluído manométrico até a sua metade, sendo que as extremidades deste tubo devem estar abertas para a atmosfera (figura 4).

Figura 4. Manômetro em tubo U.

Seu princípio de funcionamento consiste na aplicação de pressão num de seus ramos o que provocará o líquido descer por este ramo e a subir no outro. Na condição de repouso (sem aplicação de pressão), como ambos abertos para a atmosfera a força atua nas superfícies consideradas como niveladas e simultaneamente referenciadas ao zero da escala. A pressão indicada é mostrada pela diferença de altura em função do movimento do fluído nos dois ramos e lida através de uma escala graduada, sendo que seu valor numérico é igual ao das leituras acima e abaixo do ponto médio (zero da escala). O Manômetro de Tubo em “U” é um padrão primário porque a diferença na altura entre os dois ramos constitui sempre uma idéia real da pressão independentemente das variações do diâmetro interno dos tubos. II- OBJETIVOS a. Realizar medições de vazões volumétricas através de três diferentes medidores; Venturi, placa de orifício e rotâmetro.

b. Comparar os valores medidos por cada um deles e graficamente observar o comportamento de cada dispositivo frente a diferentes vazões.

Rotâmetro Vazão Δh (m)

• Paralelo (Placa de Orifício) - Paralelo (Venturi):

  - 1 0,000277778 0, - 2 0,000555556 0, - 3 0,000833333 0, - 4 0,001111111 0, 

• 4,4 0,001222222 1, - 4 0,001111111 0, - 3 0,000833333 0, - 2 0,000555556 0, - 1 0,000277778 0, - 1 0,0002778 0, Rotâmetro Vazão Δh (m) - 2 0,0005556 0, - 3 0,0008333 0, - 4 0,0011111 0, - 5 0,0013889 0, - 6 0,0016667 0,

  • 6,5 0,0018056 0, - 6 0,0016667 0, - 5 0,0013889 0, - 4 0,0011111 0, - 3 0,0008333 0, - 2 0,0005556 0, - 1 0,0002778 0, - 1 0,0002778 0, Rotâmetro Vazão Δh (m) - 2 0,0005556 0, - 3 0,0008333 0, - 4 0,0011111 0, - 5 0,0013889 0, - 6 0,0016667 0,
  • 6,5 0,0018056 0, - 6 0,0016667 0, - 5 0,0013889 0, - 4 0,0011111 0, - 3 0,0008333 0, - 2 0,0005556 0, - 1 0,0002778 0,