Como o medidor de vazão com placa de orifício de diferença de pressão realiza a medição

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Os medidores de vazão por diferença de pressão têm uma aplicação extremamente ampla. Eles são utilizados na medição do fluxo em tubulações fechadas, em diversos tipos de fluidos, como fluidos monofásicos, multifásicos, limpos, sujos ou viscosos. Quanto às condições de operação, eles podem funcionar à pressão atmosférica, a alta pressão, no vácuo, em temperaturas normais, altas ou baixas. Em termos de diâmetro dos tubos, eles podem ser usados em tubos com diâmetros que vão de alguns milímetros a vários metros. Quanto às condições de fluxo, eles podem ser utilizados em fluxos subsonicos, sonoros ou pulsantes. Sua utilização em diversos setores industriais representa de 1/4 a 1/3 do total de uso dos medidores de vazão. Nos canais de fluxo do gás, existe um dispositivo de restrição de fluxo, que contém uma placa com um orifício no centro. O diâmetro desse orifício é menor que o diâmetro interno do canal. Antes da placa, o gás flui de maneira estável. No entanto, quando o gás passa pela placa, o área de seção transversal diminui devido ao tamanho menor do orifício, o que perturba o fluxo estável. Como resultado, a velocidade do gás aumenta, e a pressão estática do gás diminui. Assim, ocorre uma diferença de pressão antes e depois da placa – ou seja, há maior pressão na área onde a seção transversal é maior, e menor pressão na área onde a seção transversal é menor. Existe uma relação numérica definida entre o valor da diferença de pressão e o fluxo de gás: quanto maior o fluxo, maior a diferença de pressão; quanto menor o fluxo, menor a diferença de pressão. O fluxo é diretamente proporcional à raiz quadrada da diferença de pressão. O medidor de vazão por diferença de pressão é um instrumento que calcula o fluxo com base na diferença de pressão gerada pelo componente de medição instalado no tubo, nas condições conhecidas do fluido e nas dimensões geométricas do componente de medição em relação ao tubo. O medidor de vazão por diferença de pressão é composto por um dispositivo primário (o elemento de detecção) e um dispositivo secundário (o dispositivo de conversão da diferença de pressão e o instrumento de indicação do vazão). Geralmente, os medidores de vazão de tipo diferença de pressão são classificados de acordo com o componente utilizado para a medição, como medidores de vazão com orifício, medidores de vazão de tipo Venturi, medidores de vazão com tubo de velocidade constante, entre outros. Os dispositivos secundários são diversos tipos de medidores de diferença de pressão mecânicos, eletrônicos e mecatrônicos, transmissores de diferença de pressão e instrumentos de indicação de vazão. Ela se desenvolveu em um grande grupo de instrumentos com alto grau de padronização (série, universalidade e normalização), com uma grande variedade de modelos e especificações. Esses instrumentos podem medir parâmetros relacionados ao fluxo, bem como outros parâmetros, como pressão, nível de líquido, densidade, entre outros. Os componentes de medição dos medidores de vazão por diferença de pressão podem ser classificados, de acordo com seu princípio de funcionamento, em: dispositivos de restrição de fluxo, tipos baseados em resistência hidráulica, tipos centrífugos, tipos baseados em carga dinâmica, tipos com ganho de carga dinâmica e tipos a jato. Os componentes de teste também podem ser divididos em duas grandes categorias, de acordo com seu grau de padronização: padrão e não padrão. Os chamados componentes de teste padrão são aqueles que, desde que sejam projetados, fabricados, instalados e utilizados de acordo com os documentos padrão, permitem determinar seu valor de vazão e estimar o erro de medição, sem a necessidade de calibração com fluxo real. Itens de teste não padronizados são aqueles com baixo nível de maturidade, que ainda não foram incluídos nos padrões internacionais de teste. Os medidores de vazão por diferença de pressão são um dos tipos de medidores de vazão mais utilizados, ocupando o primeiro lugar em termos de uso entre todos os tipos de instrumentos de medição de vazão. Nos últimos anos, com o surgimento de vários tipos novos de medidores de vazão, sua porcentagem de uso tem diminuído gradualmente. No entanto, eles continuam sendo o tipo de medidor de vazão mais importante atualmente. Vantagens: (1) O medidor de vazão de tipo placa de orifício, que é o mais utilizado, possui estrutura robusta, desempenho estável e confiável, além de uma longa vida útil; (2) Sua aplicação é ampla, e até hoje não existe nenhum outro tipo de medidor de vazão que possa competir com ele; (3) Os componentes de medição, o transmissor e os instrumentos de display são produzidos por fabricantes diferentes, o que facilita a produção em escala econômica. Desvantagens: (1) A precisão das medições é, em geral, baixa; (2) A faixa de operação é limitada, sendo normalmente de 3:1 a 4:1; (3) São necessárias condições específicas para instalação no local; (4) Há grande perda de pressão (referente a placas de orifício, bocais, etc.).