MEDIÇÃO DE VAZÃO POR DIFERENCIAL DE PRESSÃO ATRAVÉS DE UMA PLACA DE ORIFÍCIO

A placa de orifício consiste em uma “placa delgada com uma abertura circular”. Ao passar pela placa, o fluido ganha velocidade pela restrição da área e diminuição da pressão estática, esta diferença de pressão entre montante (entrada) e jusante (saída) é medida e relacionada com a vazão. Um desenho de uma placa de orifício é apresentada na Figura 1.

A relação entre o diâmetro da tubulação e do orifício é denominada com a letra grega β e, de acordo com a norma NBR ISO 5167-1, este valor deve estar entre 0,2 e 0,75. Visto que a tubulação utilizada é de 4” (≈100 mm) e que a norma prevê que a relação de diâmetros deve ser escolhida pelo usuário dentro destes limites, o valor 0,4 foi escolhido para β. Resultando em um orifício com diâmetro igual a 4 cm.

A placa de orifício padrão possui um “canto vivo” a jusante quando a espessura E, da placa é maior que a espessura e, do orifício. Para evitar que a placa seja muito delgada, opta-se por colocar o chanfro de 45°. A espessura e deve estar entre 0,005D e 0,02D enquanto a espessura E deve estar entre e e 0,05D. Assim os valores serão:

E=0,03D=3mm e e=0,015D=1,5mm

O desenho em 3D da placa é apresentado na Figura 2:

Figura 2 - Desenho da placa a ser usinada em 3D.

Figura 1 - Placa de orifício padrão

As tomadas de pressão podem ser medidas por diversas formas,

Visto que a placa será utilizada em água, o número de Reynolds é calculado como:

ℜ=4 ρ Q̇πDμ

=4 ∙1000

kg

m3∙0,025

m ³s

π ∙0,1m∙0,890×10−3 N ∙sm²

=3,6×105 , para25 l / s

O coeficiente de descarga da placa de orifício depende das tomadas de pressão e são tabeladas no Anexo A da norma já citada neste, em função do β e número de Reynolds:

A vazão na placa de orifício é dada pela equação: