No controlo e medição de processos industriais, a seleção do medidor de caudal correto é crucial para garantir a eficiência da produção e o controlo dos custos. Diferentes condições de processo, caraterísticas do meio e requisitos de medição determinam o tipo de medidor de caudal a utilizar. Este artigo fornece uma abordagem sistemática para selecionar o medidor de caudal adequado com base em parâmetros-chave, tais como propriedades do meio, dimensão da tubagem, temperatura e pressão, ajudando os engenheiros e o pessoal técnico a tomar decisões informadas.
1. Seleção de um Medidor de Caudal com Base nas Propriedades do Meio
1.1 Meio líquido
- Líquidos limpos (por exemplo, água, solventes): Medidores de caudal electromagnéticos, medidores de caudal de turbina, medidores de caudal ultra-sónicos
- Líquidos viscosos (por exemplo, óleo, xarope): Medidores de caudal de deslocamento positivo (PD) (engrenagem oval, pistão rotativo), medidores de caudal mássico Coriolis
- Líquidos corrosivos: Medidores de caudal electromagnéticos revestidos, medidores de caudal mássico Coriolis revestidos a PTFE
- Líquidos com partículas sólidas: Medidores de caudal electromagnéticos do tipo inserção, medidores de caudal ultra-sónicos Doppler
- Líquidos não condutores: Medidores de caudal de turbina, medidores de caudal ultra-sónicos, medidores de caudal de deslocamento positivo
1.2 Meio de gás
- Gases limpos e secos: Medidores de caudal de vórtice, medidores de caudal de massa térmica, medidores de caudal de turbina
- Gases húmidos / vapor saturado: Medidores de caudal de pressão diferencial (com câmaras de condensação), medidores de caudal de vórtice especialmente concebidos
- Gases corrosivos: Medidores de caudal de vórtice com materiais resistentes à corrosão, medidores de caudal de massa térmica
- Gases de alta pressão: Medidores de caudal de placa de orifício, medidores de caudal de turbina
- Gases de baixa pressão: Caudalímetros de massa térmica, caudalímetros de área variável (rotâmetro)
- Vapor saturado: Medidores de caudal de vórtice, medidores de caudal de pressão diferencial
2. Seleção do diâmetro do tubo
A escolha de um medidor de caudal começa com o diâmetro do tubo:
- Diâmetro pequeno (DN15-DN50)
- Diâmetro médio (DN50-DN300)
- Diâmetro grande (>DN300)
3. Compatibilidade com a pressão e a temperatura
Requisitos de pressão:
- Medidores de caudal standard: Classificado para 1,6 MPa (PN16)
- Aplicações de alta pressão (>4 MPa)
- Condições de vácuo: Apenas alguns tipos (por exemplo, caudalímetros de massa térmica) são adequados
Limites de temperatura:
- Modelos standard: -20°C a 80°C
- Modelos para temperaturas médias: Até 200°C (requer um revestimento especial)
- Modelos de alta temperatura: Até 450°C (requer projeto de arrefecimento)
4. Determinação da gama de caudais
Três considerações fundamentais:
- Caudal mínimo
- Caudal máximo
- Rácio de abertura de cama: Os medidores de caudal standard oferecem 1:10, enquanto os modelos topo de gama podem atingir 1:100. (O nosso medidores de caudal mássico térmico alcançar um rácio excecional de 1:2500.)
5. Seleção do tipo de ligação
- Ligações de flange: Padrão em aplicações industriais, disponível nas normas ANSI, DIN e JIS
- Ligações roscadas: Adequado para caudalímetros de pequeno diâmetro (DN15-DN50)
- Ligações Tri-Clamp: Utilizado em aplicações sanitárias, tais como produtos alimentares e farmacêuticos
- Ligações soldadas: Ideal para aplicações de alta pressão ou perigosas
6. Seleção do sinal de entrada/saída
- Saída analógica: 4-20mA (amplamente utilizado para controlo de processos industriais)
- Comunicação digital: MODBUS, HART, PROFIBUS para transmissão avançada de dados
- Saída de impulsos: Utilizado para aplicações de dosagem e totalização
- Transmissão sem fios: LoRa, Bluetooth ou Wi-Fi para monitorização remota
7. Classificação de proteção e resistência à explosão
- Classificação à prova de explosão: ATEX, IECEx para ambientes perigosos
- Índice de proteção contra a entrada: IP65 (resistente ao pó e à água), IP67 (imersão temporária), IP68 (imersão contínua)
8. Considerações orçamentais
- Medidores de caudal electromagnéticos: Custo médio, ideal para líquidos condutores
- Medidores de caudal mássico Coriolis: Alta precisão, mas dispendioso
- Medidores de caudal de turbina: Económica para fluidos limpos e de baixa viscosidade
- Medidores de caudal de vórtice: Custo médio, excelente para aplicações de vapor
- Medidores de caudal mássico térmico: Elevado rácio de abertura de cama, mas dispendioso para grandes condutas
Estudo de caso de engenharia
Antecedentes do caso:
- Aplicação: Medição do ácido clorídrico 32% numa tubagem DN200
- Temperatura: 20-80°C
- Pressão: 0,6 MPa
- Gama de caudais: 70-120 m³/h
- Exigência de exatidão: 0.5%
Análise de seleção:
- Caraterísticas do meio: Líquido fortemente corrosivo e condutor
- Condições do processo: Temperatura média, pressão média
- Etapas de seleção:
Método de eliminação:
- Eliminação dos contadores de turbina/PD devido à corrosão
- Medidores de pressão diferencial eliminados devido a precisão insuficiente
- Seleção inicial: Medidor de caudal eletromagnético, medidor de caudal mássico Coriolis
- Verificação:
-Eletromagnético: Revestimento de PTFE + eléctrodos de tântalo, previstos para 120°C (superior a 80°C) e PN16 (superior a 0,6 MPa)
-Coriolis: construção em Hastelloy C276, mas o custo é três vezes superior
Seleção final: Medidor de caudal eletromagnético
Ao seguir um processo de seleção estruturado, os engenheiros podem garantir que escolhem o medidor de caudal mais eficiente e económico para a sua aplicação. Se tiver quaisquer requisitos específicos, não hesite em contactar-nos para obter aconselhamento especializado.
