Esse princípio de medição é baseado no fato de que a turbulência forma a jusante de obstáculos na vazão, como o píer de uma ponte.
Dentro de cada medidor de vazão vortex, um corpo rombudo está localizado no meio do tubo. Assim que a velocidade da vazão atinge um determinado valor, os vórtices formados atrás desse corpo rombudo se soltam da vazão e são transportados corrente abaixo. A frequência da formação de vórtices é diretamente proporcional à velocidade da vazão do meio e à vazão volumétrica.
Os vórtices separados em ambos os lados do corpo rombudo geram uma pressão local positiva ou negativa que é detectada pelo sensor capacitivo e enviada aos componentes eletrônicos como um sinal linear e digital primário.
Assista ao vídeo para saber como funciona o princípio de medição de vazão vortex e leia mais sobre ele aqui!
Visão geral das vantagens dos medidores de vazão vortex
- Universalmente adequados para medir líquidos, gases e vapor
- Não é afetado por mudanças na pressão, densidade, temperatura e viscosidade
- Estabilidade alta e permanente: sem desvio de ponto zero, fator K vitalício
- Não há peças móveis
- Pouca perda de pressão
- Fácil instalação e comissionamento
- Grande rangeabilidade de 10:1 a 30:1 para gás/vapor ou até 40:1 para líquidos
- Ampla faixa de temperatura: –200 a +400 °C (–328 a +752 °F) (450 °C / 842 °F sob encomenda)
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As mais diversas substâncias são transportadas e distribuídas em sistemas de tubulação todos os dias.
Isso pode incluir solventes e produtos químicos, petróleo e gás natural, agentes refrigerantes na indústria primária ou vapor para transmissão de energia.
Os fluidos que fluem pelos tubos geralmente têm propriedades completamente diferentes. Consequentemente, são necessários princípios diferentes para sua medição.
Um dos métodos é a medição de vazão com base no princípio vortex.
Na Itália do século XVI, Leonardo da Vinci observou como os vórtices se formam na água corrente. Cerca de 400 anos depois, o físico húngaro Theodore von Kármán descreveu as leis físicas que regem a formação desses vórtices.
Esse método de medição funciona da seguinte forma.
Dentro de cada medidor de vazão vortex, um corpo rombudo está localizado no meio do tubo. Esse corpo é um tipo de obstáculo que perturba a vazão.
A jusante do corpo rombudo há um sensor mecânico que pode registrar as menores diferenças de pressão no fluido em movimento.
Se o fluido não estiver fluindo, não haverá formação de vórtices.
Assim que o fluido começa a se mover e atinge uma certa taxa de vazão, os vórtices aparecem gradualmente a jusante do corpo rombudo. Esses vórtices se soltam alternadamente em ambos os lados do corpo rombudo e são levados pela corrente do fluido.
Zonas de alta ou baixa pressão agora aparecem a jusante e, assim, criam um fenômeno conhecido como “rua de vórtices de von Kármán”.
Essas diferenças de pressão correspondem exatamente à frequência de passagem dos vórtices e são registradas com precisão pelo sensor mecânico - mostrado aqui em câmera lenta.
Esse sensor é único porque é inerentemente tão bem balanceado que as vibrações transmitidas pela tubulação de até 1 g, picos de pressão e choques de temperatura não têm efeito algum sobre a medição.
A distância entre dois vórtices consecutivos corresponde a um volume definido de fluido; portanto, a vazão total pode ser calculada pela contagem dos vórtices que passam.
Quanto maior a velocidade da vazão, maior a frequência de vórtices medida.
Em algumas aplicações, a velocidade é muito baixa para a formação de vórtices perceptíveis. No entanto, a velocidade pode ser aumentada simplesmente com a instalação de um medidor de vórtice que tenha uma seção transversal reduzida. Essa modificação não afeta a precisão da medição.
A funcionalidade pode ser aprimorada com a incorporação opcional da medição da temperatura ao sensor.
Uma configuração como essa, juntamente com um computador de vazão integrado, pode calcular a massa dependente da temperatura ou o fluxo de energia. Esse recurso é particularmente importante em processos industriais que envolvem vapor saturado ou gases.
No mercado atual, os medidores de vazão vortex da Endress+Hauser são os mais robustos e confiáveis do mundo, com um fator de calibração vitalício. Eles ganharam vários prêmios de prestígio e foram amplamente aclamados.
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