Um dos tipos de medidores de caudal mais importantes nestes sectores é o medidor de caudal volumétrico. Como o seu nome sugere, estes medidores medem o volume de um fluido que passa através deles, fornecendo dados precisos e fiáveis para diferentes aplicações industriais. Nesta publicação do blogue, vamos aprofundar a medidores de caudal volumétricoO artigo "Fluxo volumétrico" explora o que é o fluxo volumétrico, os diferentes tipos de medidores de fluxo volumétrico, como funcionam e como escolher o mais adequado às suas necessidades.
Índice
O que é o fluxo volumétrico?
O caudal volumétrico refere-se ao volume de fluido que passa através de um tubo, conduta ou outra conduta durante um determinado período de tempo. Normalmente, é medido em unidades como litros por minuto (LPM), metros cúbicos por hora (m³/h) ou galões por minuto (GPM). A medição do caudal volumétrico é crucial nas indústrias onde é necessário manter uma quantidade precisa de fluido para garantir um desempenho ótimo e a qualidade do produto.
O caudal volumétrico não tem em conta a pressão ou a temperatura do fluido; centra-se apenas no volume de fluido que se desloca através de uma área definida durante um período de tempo específico. Isto torna-o diferente de outros tipos de medição de caudal que se podem centrar no caudal mássico, na velocidade ou nas diferenças de pressão.
Postagem relacionada: Compreender o caudal mássico e o caudal volumétrico
O que são medidores de caudal volumétrico?
A medidor de caudal volumétrico é um dispositivo utilizado para medir o volume de um fluido (líquido ou gás) à medida que este flui através de um tubo ou conduta. Estes medidores medem diretamente o volume do fluido que passa através do medidor, capturando e deslocando um volume conhecido durante cada ciclo de medição. À medida que o fluido passa através do dispositivo, o medidor regista o deslocamento e utiliza-o para calcular o caudal.
A principal vantagem dos caudalímetros volumétricos é a sua exatidão. Uma vez que medem o volume real do fluido, podem fornecer resultados altamente fiáveis e consistentes. Isto é essencial para aplicações em que a precisão é crítica, como na indústria alimentar e de bebidas, no processamento químico e no fabrico farmacêutico.
Os caudalímetros volumétricos são frequentemente preferidos em relação a outros tipos de caudalímetros (como os caudalímetros de velocidade ou de massa) porque fornecem uma medição direta do volume, tornando-os mais fáceis de calibrar e manter.
Tipos de medidores de caudal volumétrico e seus princípios de funcionamento
Existem vários tipos de caudalímetros volumétricos, cada um com o seu princípio de funcionamento e aplicações únicas. Estes incluem medidores de caudal electromagnéticos, medidores de caudal de turbina, caudalímetros de deslocamento positivo, medidores de caudal de vórticee medidores de caudal ultra-sónicos. Vamos explorar como cada um deles funciona e o que os torna adequados para diferentes aplicações.
1. Medidores de caudal electromagnéticos
Princípio de funcionamento:
Os medidores de fluxo eletromagnéticos operam com base no princípio da Lei de Indução de Faraday, que afirma que uma tensão é induzida quando um condutor se move através de um campo magnético. No caso de um medidor de caudal eletromagnético, o fluido actua como condutor. O medidor gera um campo magnético no tubo de caudal e, à medida que o fluido condutor (por exemplo, água, lamas ou produtos químicos) passa através dele, é induzida uma tensão. Esta tensão é diretamente proporcional ao caudal e o medidor de caudal mede-a para calcular o caudal volumétrico.
Vantagens:
- Elevada precisão para líquidos condutores.
- Sem partes móveis, reduzindo o desgaste e a necessidade de manutenção.
- Funciona bem com líquidos sujos ou abrasivos.
- Adequado para uma vasta gama de indústrias como o tratamento de água, alimentos e bebidas e processamento químico.
Limitações:
- Requer que o fluido seja condutor (por exemplo, água, ácidos ou lamas).
Caraterísticas:
- Revestimento de PU, PFA, ETFE ou FEP: excelente resistência química e à abrasão
- Vasta gama de materiais de eléctrodos
- As cores e o aspeto podem ser personalizados a pedido
- Também disponível em construções específicas para o cliente
- Sem peças móveis, sem desgaste, sem perda de pressão
- Medição fiável com precisão constante
2. Medidores de caudal de turbina
Princípio de funcionamento:
Os caudalímetros de turbina medem o caudal através da deteção da velocidade de rotação de uma turbina colocada no percurso do caudal do fluido. À medida que o fluido passa através do medidor, faz com que as pás da turbina girem. A velocidade a que a turbina roda é diretamente proporcional à velocidade do fluido e, conhecendo a área da secção transversal do tubo e a velocidade de rotação da turbina, é possível calcular o caudal volumétrico.
Vantagens:
- Elevada precisão para fluidos limpos e de baixa viscosidade.
- Ideal para aplicações nas indústrias de petróleo e gás, farmacêutica e alimentar.
- Conceção relativamente simples e económica para muitas aplicações.
Limitações:
- Não é adequado para fluidos de elevada viscosidade ou lamas devido ao risco de danificar a turbina.
- A precisão pode ser afetada por alterações na temperatura ou pressão do fluido.
Caraterísticas:
- Especificamente concebido para aplicações de baixo caudal
- As cores e o aspeto podem ser personalizados a pedido
- Também disponível em construções específicas para o cliente
- Estão disponíveis para o ecrã LCD inglês, espanhol, francês e outras línguas, mediante pedido.
- Cada medidor de caudal é calibrado e é-lhe atribuído um número de série único correspondente a todos os dados de calibração.
3. Medidores de caudal de deslocamento positivo
Princípio de funcionamento:
Os medidores de caudal de deslocamento positivo funcionam capturando um volume conhecido de fluido e contando quantas vezes esse volume é deslocado à medida que o fluido passa pelo medidor. Estes medidores utilizam normalmente câmaras ou pistões que se enchem e esvaziam de fluido em cada ciclo, permitindo que o medidor meça diretamente o caudal volumétrico.
Alguns tipos comuns de medidores de caudal de deslocamento positivo incluem medidores de pistão rotativo, medidores de engrenagem e medidores de diafragma. Cada conceção envolve um mecanismo que retém um volume preciso de fluido e mede o número de vezes que desloca esse volume para calcular o caudal.
Vantagens:
- Extremamente preciso, especialmente para caudais baixos.
- Mede o caudal volumétrico real, independentemente das propriedades do fluido, como a pressão, a temperatura ou a viscosidade.
- Pode manusear uma grande variedade de fluidos, incluindo óleos, produtos químicos e líquidos de alta viscosidade.
Limitações:
- Peças mecânicas que se podem desgastar com o tempo, levando à necessidade de manutenção regular.
- Não é ideal para caudais muito elevados ou para fluidos com sólidos em suspensão.
Caraterísticas:
- Alta precisão até ±0,1 %, alta pressão de processo até 110 bar (1595 psi)
- Estável em funcionamento com voz baixa
- Bom desempenho anti-interferência e longa vida útil
- Forte aplicabilidade às alterações de viscosidade
- Também disponível em construção específica para o cliente
- Cada medidor de caudal é calibrado e é-lhe atribuído um número de série único correspondente a todos os dados de calibração.
4. Medidores de caudal de vórtice
Princípio de funcionamento:
Os medidores de caudal de vórtice funcionam com base no princípio da rua de vórtice de Kármán, em que o fluido que passa sobre um corpo de bluff (uma obstrução cilíndrica ou retangular no percurso do fluxo) cria vórtices em ambos os lados do corpo. A frequência da formação de vórtices é proporcional à velocidade do escoamento. Ao medir a frequência dos vórtices, o medidor pode calcular o caudal volumétrico do fluido.
Estes medidores utilizam frequentemente sensores como cristais piezoeléctricos ou transdutores ultra-sónicos para detetar os vórtices e converter os dados numa medição precisa do caudal.
Vantagens:
- Pode medir tanto líquidos como gases.
- Não tem partes móveis, o que lhe confere uma manutenção reduzida.
- Funciona bem para um fluxo limpo e estável com fluidos de viscosidade relativamente baixa a moderada.
- Adequado para uma vasta gama de aplicações industriais, como a monitorização do fluxo de vapor, gás e líquidos.
Limitações:
- Não é ideal para caudais baixos devido à dificuldade em detetar a frequência do vórtice.
- Pode ser afetado por alterações na viscosidade ou densidade do fluido.
Caraterísticas:
- Para aplicações a altas temperaturas até +400°C / +750°F
- As cores e o aspeto podem ser personalizados a pedido
- Também disponível em construções específicas para o cliente
- Estão disponíveis para o ecrã LCD inglês, espanhol, francês e outras línguas, mediante pedido.
- Cada medidor de caudal é calibrado e é-lhe atribuído um número de série único correspondente a todos os dados de calibração.
5. Medidores de caudal ultra-sónicos
Princípio de funcionamento:
Os medidores de caudal ultra-sónicos utilizam ondas sonoras para medir o caudal de fluidos. Existem dois tipos principais: tempo de trânsito e Doppler medidores ultra-sónicos.
- Medidores ultra-sónicos de tempo de trânsito funcionam através do envio de sinais ultra-sónicos a montante e a jusante do fluido. A diferença no tempo que as ondas sonoras demoram a viajar em cada direção é utilizada para calcular a velocidade do caudal e, a partir daí, é derivado o caudal volumétrico.
- Medidores ultra-sónicos Doppler medem a mudança de frequência das ondas sonoras reflectidas pelas partículas ou bolhas no fluido. Esta mudança fornece dados sobre a velocidade do fluxo e permite o cálculo do caudal.
Vantagens:
- Não têm partes móveis, pelo que praticamente não necessitam de manutenção.
- Não são intrusivos, pois podem ser instalados externamente na tubagem.
- Adequado para uma vasta gama de fluidos, incluindo líquidos limpos e sujos, lamas e gases.
- Elevada precisão, especialmente em aplicações como o tratamento de água, condutas de gás e fábricas de produtos químicos.
Limitações:
- Os medidores de tempo de trânsito requerem um fluido limpo e homogéneo para leituras precisas.
- Podem ser mais caros do que outros tipos de medidores de caudal.
- Limitado pelo tamanho do tubo e pela espessura da parede em alguns casos.
Como escolher o medidor de caudal volumétrico correto
A seleção do medidor de caudal volumétrico adequado depende de vários factores, incluindo as caraterísticas do fluido, a precisão necessária, o ambiente de funcionamento e a aplicação específica. Seguem-se algumas considerações fundamentais para o ajudar a escolher o melhor medidor de caudal para as suas necessidades.
1. Tipo e propriedades do fluido
- Viscosidade: Os fluidos de elevada viscosidade podem não passar facilmente por certos contadores, como os contadores de turbina ou de vórtice. Medidores de caudal de deslocamento positivosão, no entanto, ideais para esses fluidos.
- Condutividade: Para medidores de caudal electromagnéticosO fluido tem de ser condutor (como a água ou os ácidos). Os fluidos não condutores requerem um tipo diferente de medidor de caudal.
- Sólidos suspensos: Se o fluido contiver partículas ou sólidos, um medidor de caudal de deslocamento positivo ou um medidor de caudal ultrassónico (dependendo da natureza do sólido) seria uma melhor escolha.
2. Gama de caudais
- Se precisar de medir caudais muito baixos e muito elevados, escolha um medidor de caudal com uma vasta gama de caudais, como os medidores ultra-sónicos.
3. Requisitos de exatidão
- Para aplicações que exigem elevada precisão, caudalímetros de deslocamento positivo são frequentemente a melhor escolha devido à sua medição volumétrica direta. Para necessidades de menor precisão, um vórtice ou turbina pode ser suficiente.
4. Manutenção e durabilidade
- Se está à procura de uma solução de baixa manutenção, considere um vórtice, ultrassónico, ou medidor de caudal eletromagnético, todos eles sem partes móveis.
- Para condições difíceis ou manuseamento de fluidos, os medidores de deslocamento positivo ou os medidores de turbina podem ser melhores, mas tenha em atenção que os seus componentes mecânicos podem necessitar de manutenção ao longo do tempo.
5. Ambiente de aplicação
- Pressão e temperatura de funcionamento: Certifique-se de que o medidor de caudal escolhido pode lidar com as gamas de temperatura e pressão típicas do seu processo.
- Espaço de instalação: Alguns medidores de caudal, como os ultra-sónicos ou electromagnéticos, podem ser mais adequados a espaços de instalação apertados, uma vez que, por vezes, podem ser instalados externamente.
Os medidores de caudal volumétrico são ferramentas indispensáveis para muitas indústrias, oferecendo medições precisas e fiáveis do caudal de fluidos. Quer se trate de água, produtos químicos, óleos ou gases, a seleção do tipo certo de medidor de caudal volumétrico - seja um eletromagnético, turbina, deslocação positiva, vórtice, ou medidor de caudal ultrassónico-depende da compreensão das caraterísticas únicas da sua aplicação e do fluido.
Ao considerar cuidadosamente as propriedades do fluido, a gama de caudal, os requisitos de precisão e as condições ambientais, pode selecionar o melhor medidor de caudal volumétrico para garantir um desempenho, eficiência e longevidade ideais nas suas operações.
Deixar um comentário