Problema de cálculo de fluxo
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(Pergunta de escolha única) Um medidor de vazão por diferença de pressão, que realiza o cálculo no local, tem uma faixa de medição de 40 kPa. A vazão máxima correspondente é de 16 t/h. Quando a diferença de pressão é de 10 kPa, qual será a corrente de saída do transmissor e a respectiva vazão? A) 12 mA, 8 t/h B) 8 mA, 4 t/h C) 8 mA, 8 t/h D) 12 mA, 12 t/h A resposta correta é A. Essa é uma pergunta tirada de um fórum. Não seria a opção B a correta, já que “campo” se refere ao caso em que o cálculo é feito no local? A opção A refere-se ao caso em que o cálculo é feito pelo DCS. Fazer a raiz no local significa que o fluxo e a diferença de pressão são comparados diretamente; já fazer a raiz no DCS é equivalente ao quadrado do fluxo dividido pela diferença de pressão, certo?
Não importa de qual lado se faça a raiz quadrada, o fluxo deve ser o mesmo, certo? Qual lado realiza a raiz quadrada afeta apenas a corrente de saída do transmissor: se for feita no lado do instrumento, a corrente de saída do instrumento será de 12 miliamperes; se for feita no lado do sistema, a corrente de saída do instrumento será de 8 miliamperes. O sistema recebe o sinal de corrente, determina se é necessário calcular a raiz quadrada e, em seguida, realiza o cálculo do fluxo.
A raiz do cabeçalho pode ser considerada como o sinal de fluxo de saída. 4～20MA corresponde a 0～16 t/h. A faixa de medição é de 40 KPA; ao tirar a raiz quadrada, obtemos 6,3. Isso significa que 4–20 mA correspondem a uma diferença de pressão cuja raiz quadrada é de 0–6,3. Em medidas reais, a pressão é de 10 kPA; ao tirar a raiz quadrada, obtemos 3,16. Portanto, isso representa metade da faixa máxima de 6,3, o que corresponde a metade da faixa de 4–20 mA, ou seja, 12 mA. Isso também corresponde a metade de 0–16 t/h, ou seja, 8 t/h. Se o DCS fizer a operação de raiz quadrada, e o transmissor emitir um sinal de diferença de pressão, então, com uma faixa de medição de 40 KPA e uma medida real de 10 kPA – que é 1/4 da faixa máxima – o sinal de saída será 1/4 de 4–20 MA, ou seja, 8 mA. Não importa se se faz a raiz quadrada do valor de lá, como a diferença de pressão é de 10 kPa, o cálculo do caudal permanece o mesmo: 8 t/h. Em outras palavras, a forma como se calcula esse valor determina as unidades e a faixa de medição das variáveis recebidas pelo DCS. Se for feita a raiz quadrada no medidor, então os sinais de 4–20 mA recebidos pelo DCS serão sinais de caudal, com uma faixa de medição correspondente ao caudal. Já se for o DCS a fazer a raiz quadrada, então os sinais de 4–20 mA recebidos pelo DCS serão sinais de diferença de pressão, com uma faixa de medição correspondente à diferença de pressão.
A relação entre a diferença de pressão e o fluxo é dada por: diferença de pressão = k * (fluxo)². Portanto, 40 = k * 16². Assim, k = 40 dividido por 16². Quando a diferença de pressão é de 10 kPa, o quadrado do fluxo é igual a 10 dividido por 40 dividido por 16², que resulta em 64. Portanto, o fluxo é 8. A faixa de 0-16 corresponde a 4-20 mA; portanto, a corrente de saída é de 12 mA
Andar 4 é a resposta correta, o que equivale a calcular primeiro o valor de K. Assim, fica mais fácil de entender. Na verdade, calcular a raiz quadrada de um medidor significa calcular a raiz quadrada da diferença de pressão; da mesma forma, a porcentagem de corrente de saída do medidor também é obtida através do cálculo da raiz quadrada. A extração de raiz quadrada no DCS é feita sem calcular a raiz quadrada da diferença de corrente em nenhum dos lados do medidor
De acordo com a fórmula de cálculo do medidor de vazão por diferença de pressão, como se trata de uma operação de raiz quadrada no local, a corrente elétrica é igual à raiz quadrada da diferença de pressão. Portanto, Qmax/Q = (40/10)^1/2. Como (40/10)^1/2 = (20-4)/x, o resultado final é A