Medidor de Fluxo: O que são & Tipos de Medidores de Fluxo
Um medidor de fluxo é um equipamento usado para medir a taxa de fluxo de sólidos, líquidos ou gases. Os medidores de fluxo podem fazer isso de forma linear, não-linear, volumétrica ou por peso. Os medidores de fluxo também são conhecidos como manômetros de fluxo, indicadores de fluxo ou medidores de líquido.
Tipos de Medidores de Fluxo
Os principais tipos de medidores de fluxo incluem:
Medidores de Fluxo Mecânicos
Medidores de Fluxo Ópticos
Medidores de Fluxo em Canal Aberto
Medidores de Fluxo Mecânicos
Medidores de Fluxo de Deslocamento Positivo
Esses medidores medem a taxa de fluxo medindo o volume do fluido que passa por eles. O processo real inclui o aprisionamento do fluido em um recipiente específico para conhecer sua taxa de fluxo. Isso é muito semelhante ao caso em que permitimos que a água encha um balde até um certo nível predeterminado, após o qual é liberada para fluir.
Esses medidores de fluxo podem medir fluxos intermitentes ou taxas de fluxo baixas e são adequados para qualquer líquido, independentemente de sua viscosidade ou densidade. Os medidores de deslocamento positivo podem ser considerados robustos, pois permanecem inalterados pela turbulência no tubo.
Medidores de disco nutante, medidores de pistão alternativo, medidores de pistão oscilatório ou rotativo, medidores de bi-rotor como os de engrenagem, medidores de engrenagem oval (Figura 1) e medidores de engrenagem helicoidal se enquadram nesta categoria.
Medidores de Fluxo de Massa
Esses medidores fornecem ao usuário uma estimativa da taxa de fluxo medindo a massa do material que flui através deles. Este tipo de medidor de fluxo orientado por peso é geralmente empregado em indústrias químicas, onde a medição baseada em peso é essencial em comparação com a análise volumétrica.
Medidores térmicos (Figura 2a) e medidores de Coriolis (Figura 2b) se enquadram nesta categoria. No caso dos medidores térmicos, o fluxo do fluido resfria a sonda, que é pré-aquecida a uma certa temperatura. A perda de calor pode ser detectada e usada para determinar a taxa na qual o fluido está fluindo. Por outro lado, os medidores de Coriolis funcionam com base no princípio de Coriolis, no qual o fluxo do fluido através do tubo vibrante causa uma mudança na frequência, fase ou amplitude, o que fornece uma medida de sua taxa de fluxo.
Medidores de Fluxo de Pressão Diferencial
Nos medidores de fluxo de pressão diferencial, o fluxo é medido medindo a queda de pressão conforme o fluido passa pelas obstruções, que são inseridas no caminho pelo qual ele flui. Isso ocorre porque, à medida que o fluxo do fluido através do tubo aumenta, haverá mais queda de pressão através da restrição (Figura 3), que pode ser registrada pelos medidores. A partir disso, pode-se calcular a taxa de fluxo, pois será proporcional à raiz quadrada da queda de pressão (equação de Bernoulli).
Medidores de placa orifício, medidores de bocal, medidores de tubo, medidores de tubo piloto, medidores de cotovelo, medidores de alvo, medidores de tubo Dall, medidores de cone, medidores de tubo Venturi, medidores de fluxo laminar e medidores de área variável (Rotametro) são alguns exemplos de medidores de fluxo de pressão diferencial.
Medidores de Fluxo de Velocidade
Os medidores de fluxo de velocidade estimam a taxa de fluxo dos fluidos medindo a velocidade do fluido que flui através deles. Aqui, a velocidade do fluido fornece uma medida direta de sua taxa de fluxo, pois são diretamente proporcionais. Nesses medidores, a velocidade pode ser medida de várias maneiras, incluindo o uso de turbinas (Figura 4).
Dependendo do método utilizado para encontrar a velocidade, temos vários tipos de medidores de fluxo de velocidade, como medidores de fluxo de turbina, medidores de fluxo de desprendimento de vórtices, medidores de fluxo de tubo de Pitot, medidores de fluxo de hélice, medidores de fluxo de roda de Pelton, medidores de fluxo de jato único e medidores de fluxo de múltiplos jatos.
A medição da taxa de fluxo de fluidos em ambientes perigosos, incluindo aqueles no caso de mineração, exige medidores de fluxo não invasivos. Os medidores de fluxo SONAR, que são um tipo de medidor de fluxo de velocidade, atendem a esse tipo de exigência. Além disso, os medidores de fluxo ultrassônico e eletromagnético também fazem parte dos medidores de fluxo de velocidade.
Medidores de Fluxo Ópticos
Os medidores de fluxo ópticos funcionam com base no princípio da óptica, ou seja, medem a taxa de fluxo usando luz. Geralmente, eles utilizam um conjunto composto por um feixe laser e fotodetectores. Aqui, as partículas do gás que flui pelo tubo dispersam o feixe laser para produzir pulsos que são captados pelo receptor (Figura 5). Então, o tempo entre esses sinais é determinado, pois se sabe a distância pela qual os fotodetectores estão separados, o que, por sua vez, leva à medição da velocidade do gás.
Como esses medidores medem a velocidade real das partículas que constituem os gases, eles permanecem inalterados pelas condições térmicas e variações no fluxo de gás. Portanto, são capazes de fornecer dados de fluxo altamente precisos, mesmo quando o ambiente é o mais desfavorável, digamos, por exemplo, quando temos alta temperatura e pressão, alta umidade, etc.
Medidores de Fluxo em Canal Aberto
Os medidores de fluxo em canal aberto são usados para medir a taxa de fluxo de um fluido cujo caminho de fluxo envolve uma superfície livre. Os medidores de weir e os medidores de flume (Figura 6) são os medidores de fluxo em canal aberto que usam dispositivos secundários como bubblers ou floats para medir a profundidade do fluido em um ponto específico. A partir dessa profundidade, a taxa de fluxo do fluido pode ser obtida.
Por outro lado, no caso de medição de fluxo em canal aberto baseada em teste de corante, uma certa quantidade predeterminada de corante ou sal é usada para alterar a concentração do fluxo do fluido. A diluição resultante fornece uma medida da taxa de fluxo do fluido. Em seguida, é importante notar que a precisão com a qual os medidores de fluxo precisam operar é decidida pela aplicação para a qual eles são usados. Por exemplo, quando queremos monitorar o fluxo de água através de um tubo no nosso jardim, seria suficiente usar um medidor de fluxo que tenha uma precisão menor do que aquele que será usado quando precisarmos monitorar o fluxo de um álcali destinado a um processo químico. Além disso, outro fator que precisa ser observado é que os medidores de fluxo, quando usados em conjunto com válvulas de fluxo, podem realizar ações de controle com sucesso.
O que é um Medidor de Água?
Um medidor de água é um tipo de medidor de fluxo que é usado para monitorar a taxa de fluxo de água através de um tubo. Existem duas abordagens comuns para a medição do fluxo de água – deslocamento e velocidade. Os designs comuns de deslocamento incluem medidores de pistão oscilatório e de disco nutante. Os designs baseados em velocidade incluem medidores de jato único e múltiplos jatos e medidores de turbina.
Tipos de Medidores de Água
Os medidores de água podem ser classificados em diversos tipos, dependendo do mecanismo pelo qual eles medem o fluxo de água.
Medidor de Fluxo de Água de Engrenagem
Geralmente, todos os medidores de água residenciais são do tipo de deslocamento positivo. Esses podem ser, por sua vez, do tipo de engrenagem (Figura 1) ou do tipo de pistão oscilatório ou disco nutante. Aqui, a água é feita para entrar em uma câmara, da qual é liberada apenas quando a câmara se enche.
Fazendo isso, pode-se estimar a taxa de fluxo de água. Esses medidores são usados quando a água flui a uma taxa moderadamente baixa.
