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O medidor de vazão por tipo “vortex” é um instrumento utilizado para medir o fluxo de fluidos em tubulações. É muito comum seu uso na medição de água e calor. Antigamente, a precisão desses medidores não era alta, mas os avanços tecnológicos permitiram melhorias na produção e desenvolvimento desses dispositivos. Com o rápido desenvolvimento das cidades modernas, as empresas que utilizavam vapor para fins industriais ou químicos foram realocadas para fora das cidades. Nas cidades do Norte, restaram apenas usuários residenciais, comerciais e empresas de aquecimento. Eles utilizam gás apenas para aquecimento no inverno. Portanto, as redes de aquecimento por vapor podem ser substituídas por sistemas de aquecimento a água quente. 1. Vantagens e desvantagens do meio de aquecimento: Nas redes de aquecimento a vapor, há uma grande diferença de temperatura entre o interior e o exterior dos tubos. A transmissão de calor over longas distâncias resulta em grandes perdas de pressão. É necessário um bom isolamento térmico. Além disso, a eficiência do uso da água quente é baixa. Os usuários precisam de equipamentos de troca de calor para transformar o vapor em água quente, o que acarreta perdas de eficiência energética. Há também custos associados aos equipamentos de troca de calor. Claro, as usinas geradoras de vapor são necessárias para a geração de energia e para atender às empresas que precisam de vapor. Isso é algo que a água quente não consegue substituir. As redes de aquecimento por água quente exigem dois tubos, o que aumenta o custo. No entanto, a água quente produzida pode ser reutilizada. Geralmente, são utilizadas caldeiras de água quente e grandes estações de troca de calor para fornecer água quente. A temperatura da água quente é baixa, o que reduz as perdas de calor. A água quente pode ser fornecida diretamente às residências ou através de troca de água. 2. Medição da energia térmica da água quente – As redes de tubulações de água quente são geralmente medidas em termos de energia térmica; em alguns casos, também se utiliza a massa como parâmetro de medição. Quando se utiliza a energia térmica para a medição: Q = M(CEntrada – CSaída). Na equação, Q representa a quantidade de calor; M representa a massa da água quente. C_in representa a temperatura da água na entrada, enquanto C_out representa a temperatura da água na saída. Pode-se concluir que a quantidade de calor fornecido depende da massa da água quente e das diferenças de temperatura nas entradas e saídas. Quanto maior a diferença de temperatura entre as entradas e saídas, maior será a diferença de calor, e, portanto, mais calor será necessário para o processo. 3. Sistema de medição de calor (1) Medição com um único medidor: utiliza-se um medidor de vazão, duas resistências de platina e um acumulador de calor. Situações de aplicação: os usuários que consomem água quente não a desperdiçam; a água quente fornecida tem qualidade igual, sem vazamentos. Fórmula de cálculo: Q = M(CEntrada – CSaída). (2) Medição com dois medidores: são utilizados dois medidores de vazão, duas resistências de platina e um acumulador de calor. Situações de aplicação: usuários que consomem água quente, com qualidade diferente na água de entrada e saída do sistema de aquecimento. Fórmula de cálculo: Q = M_entrada (C_entrada – C_saida). Onde M_in é o valor de massa medido pelo medidor de vazão na entrada de água. O volume de água perdida é calculado por meio do medidor de calor (M entrada – M saída). Para identificar as perdas de água quente e obter compensação financeira. 4. Aplicação dos medidores de vazão por tipo “vortex” na medição de água quente (1) Faixa de medição: Em comparação com o vapor, a densidade do meio da água quente é maior, o que resulta em uma força maior atuando sobre o sensor. Isso faz com que a amplitude do sinal seja maior, e a faixa de processamento do sinal seja ampla. Uma boa faixa de medição do sensor pode chegar a 50–60∶1. Dessa forma, há uma maior variedade de opções para medição e seleção, permitindo atender a mais usuários que utilizam água quente. (2) Meio monofásico inalterado: no caso do meio a vapor, devido às diferentes temperaturas e distâncias de transmissão, seu estado pode ser vapor superaquecido, vapor saturado, vapor saturado úmido, mistura de vapor e água, ou água pura. Os medidores de vazão são muito imprecisos nos três últimos estados, enquanto, para a medição de fluidos monofásicos quentes, os medidores de vazão por efeito de vórtice garantem maior precisão. (3) Calibração e uso mais próximos: na calibração de medidores de vazão de tipo “vortex” para vapor, geralmente se utiliza ar. Como o meio utilizado para calibração é diferente do meio utilizado na medição real, existe uma diferença na precisão das medições. Já na calibração com água quente ou água comum, o meio utilizado é o mesmo, o que resulta em erros menores entre a calibração e a medição real. (4) Medição precisa do limite de vazão: no caso da medição de vapor, devido às características do próprio meio e às diferentes configurações dos equipamentos de troca de calor, a velocidade do vapor pode ultrapassar 90 metros por segundo. Isso faz com que o medidor de vazão de tipo “vortex” perca os pulsos necessários para uma medição precisa. Já na medição de água quente, devido às características do meio e às limitações dos dispositivos utilizados, é difícil que a velocidade exceda 9 metros por segundo. Isso também resolve o problema de perda de pulsos pelo medidor de vazão de tipo “vortex”. (5) Instalação do medidor de vazão por turbilhão: Diferentemente da medição de vapor, na medição de água quente, a instalação do medidor de vazão por turbilhão deve garantir que o tubo esteja completamente cheio, sem ar. Quando instalado horizontalmente, é adequado colocá-lo em uma posição mais baixa; quando instalado verticalmente, deve-se garantir que a água quente flua de baixo para cima. Se o tubo não estiver completamente cheio no local onde fica o medidor, a medição será imprecisa. (6) Fatores que afetam a precisão do medidor de vazão por turbilhão: Diferentemente da medição de vapor, como o coeficiente de compressibilidade da água é muito baixo, fatores como pressão, temperatura e tipo de meio que afetam a medição de vapor têm pouco impacto na medição de água quente. No entanto, ainda é necessário prestar atenção ao efeito das vibrações no funcionamento do medidor de vazão por turbilhão. (7) Perdas: A rede de abastecimento de água controla principalmente a quantidade de água perdida, sendo esse um indicador importante das perdas. A quantidade de água adicionada permite avaliar o tamanho dessas perdas. É necessário evitar vazamentos nas redes próprias, além de controlar o uso dessas redes para fins que não sejam o aquecimento.