Medição de Vazão. Vazão Vazão Procedimentos ou métodos para Procedimentos ou métodos para caracterização, caracterização, quantificação ou quantificação

Medição de VazãoMedição de Vazão

VazãoVazão

VazãoVazão Procedimentos ou métodos para Procedimentos ou métodos para

caracterização, caracterização, quantificação ou quantificação ou visualização de fluxo visualização de fluxo

são essenciais em processos que envolvam são essenciais em processos que envolvam transporte de energia e massa, permitindo o seu transporte de energia e massa, permitindo o seu

controle ou monitoramento.controle ou monitoramento.

Destacam-se as seguintes aplicações:Destacam-se as seguintes aplicações: A distribuição de água, gasolina ou diesel;A distribuição de água, gasolina ou diesel; A extração de óleo cru;A extração de óleo cru;

Principais métodos utilizados em medidores de fluxoPrincipais métodos utilizados em medidores de fluxo

Características básicas para seleção dos principais medidores de Características básicas para seleção dos principais medidores de fluxo encontrados no mercado fluxo encontrados no mercado

Em 1883, Osborne Reynolds observou Em 1883, Osborne Reynolds observou experimentalmente dois tipos de escoamento em experimentalmente dois tipos de escoamento em tanques.tanques.

•Escoamento laminar: Escoamento laminar: A velocidades relativamente A velocidades relativamente baixas, as partículas se movem muito regularmente, baixas, as partículas se movem muito regularmente, permanecendo paralelas em todas as partes.permanecendo paralelas em todas as partes.

• Escoamento turbulento:Escoamento turbulento: A velocidades mais altas, A velocidades mais altas, escoamentos com fluxo não paralelos, movendo-se de escoamentos com fluxo não paralelos, movendo-se de forma desordenada ou aleatória.forma desordenada ou aleatória.

Em sua homenagem um parâmetro adimensional Em sua homenagem um parâmetro adimensional recebeu o nome de recebeu o nome de número de Reynoldsnúmero de Reynolds e é básico e é básico para a compreensão do movimento ou da mecânica de para a compreensão do movimento ou da mecânica de fluidos, pois características dos fluxo podem ser fluidos, pois características dos fluxo podem ser determinada por meio desse parâmetro.determinada por meio desse parâmetro.

Medidores de Fluxo Baseados na Medidores de Fluxo Baseados na Pressão DiferencialPressão Diferencial

• Amplamente utilizado para caracterização de fluxo.Amplamente utilizado para caracterização de fluxo.

• É baseado na obstrução de um determinado fluido.É baseado na obstrução de um determinado fluido.

• O fluxo é calculado pela medição da queda de O fluxo é calculado pela medição da queda de pressão causada pela obstrução inserido no pressão causada pela obstrução inserido no caminho do fluxo.caminho do fluxo.

• Os tipos mais comuns são: Os tipos mais comuns são:

Placa de OrifícioPlaca de Orifício Tubo VenturiTubo Venturi

Tubo PitotTubo Pitot Medidor do tipo BocalMedidor do tipo Bocal

Medidores de Fluxo Baseados na Pressão DiferencialMedidores de Fluxo Baseados na Pressão Diferencial

Medidores de Fluxo Baseados na Pressão DiferencialMedidores de Fluxo Baseados na Pressão Diferencial

A expressão considera o fluxo A expressão considera o fluxo incompressível e que o mesmo apresenteincompressível e que o mesmo apresenteviscosidade desprezível.viscosidade desprezível.

Esse é o principio básico de todos os medidores de fluxo Esse é o principio básico de todos os medidores de fluxo por pressão diferencial.por pressão diferencial.

A pressão diferencial pode ser medida, por A pressão diferencial pode ser medida, por exemplo, com um manômetro de mercúrio ou por exemplo, com um manômetro de mercúrio ou por medidor de pressão diferencial. medidor de pressão diferencial.

Vantagens:Vantagens:podem ser aplicados numa grande variedade de

medições, envolvendo a maioria dos gases e líquidos, inclusive fluidos com sólidos em suspensão, bem como fluídos viscosos, em uma faixa de temperatura e pressão bastante ampla;

a incerteza de medição já é calculada sem a necessidade de procedimentos de calibração;

são dispositivos simples, pois não apresentam partes móveis o que torna confiável;

Desvantagem:Desvantagem:a faixa limitada e a perda de pressão a faixa limitada e a perda de pressão

permanente que é produzida na tubulação.permanente que é produzida na tubulação.

Placa de orifício ou medidor de Placa de orifício ou medidor de orifício de canto-vivoorifício de canto-vivo

Dos muitos dispositivos inseridos numa Dos muitos dispositivos inseridos numa tubulação para se criar uma pressão tubulação para se criar uma pressão diferencial, o mais simples e mais comum diferencial, o mais simples e mais comum empregado é o da placa de orifício.empregado é o da placa de orifício.

Apresenta porem turbulências próximas ao Apresenta porem turbulências próximas ao orifício orifício

Consiste em uma placa precisamente Consiste em uma placa precisamente perfurada, e instalada perpendicularmente perfurada, e instalada perpendicularmente ao eixo de tubulação.ao eixo de tubulação.

Placa de orifícioPlaca de orifício

Esboço de uma placa de orifício instalada em uma tubulação Esboço de uma placa de orifício instalada em uma tubulação


Fotos de placas encontradas comercialmente Fotos de placas encontradas comercialmente

Com leitor embutido Com leitor embutido

Placa de orifícioPlaca de orifício É essencial que as bordas do orifício É essencial que as bordas do orifício

estejam sempre perfeitas, porque, se estejam sempre perfeitas, porque, se ficarem imprecisas ou corroídas pelo ficarem imprecisas ou corroídas pelo fluido, a precisão da medição será fluido, a precisão da medição será comprometida. Costumeiramente, comprometida. Costumeiramente, são fabricadas com aço inox, monel, são fabricadas com aço inox, monel, latão, etc., dependendo do fluido.latão, etc., dependendo do fluido.

Placa de orifícioPlaca de orifício Vantagens Vantagens

◦ Instalação fácil Instalação fácil ◦ Construção simplesConstrução simples◦ Econômica Econômica ◦ Manutenção e Manutenção e

troca simplestroca simples DesvantagensDesvantagens

◦ Alta perda de Alta perda de cargacarga

◦ Baixa faixa de Baixa faixa de mediçãomedição


Observar a Observar a queda de queda de pressão pressão relativa de relativa de escoamento ao escoamento ao longo do eixo longo do eixo do tubodo tubo


Após a passagem pelo obstáculo, o fluido continua Após a passagem pelo obstáculo, o fluido continua contraído até a área “veia contraída”.contraído até a área “veia contraída”.

Se for utilizada a equação mostrada Se for utilizada a equação mostrada anteriormente, isso resultará em um erro, pois Aanteriormente, isso resultará em um erro, pois A22 é é estritamente a área da “veia contraída” que é estritamente a área da “veia contraída” que é desconhecida.desconhecida.

Além disso, turbulência entre essa área e a Além disso, turbulência entre essa área e a tubulação resulta na perda de energia que não foi tubulação resulta na perda de energia que não foi definida no modelo matemático anterior.definida no modelo matemático anterior.



Cd em função do número de Reynolds para placa de orifício

Pg 403 - Balbinot


Concêntrico Excêntrico Segmentado (o mais tradicional)

Orifícios normalmente encontrados



MAIOR DESVANTAGEM: É a sua limitada faixa de fluxos e sensibilidade a distúrbios !

A placa é utilizada em líquidos limpos e sujos.

Apresenta precisão na ordem de 2% a 4% do fundo de escala.

E seu desempenho é significativamente dependente da viscosidade do liquido.

POR OUTRO LADO: custo relativamente baixo.

Tubo de Venturi ou medidor Venturi ASME de HerschelTubo de Venturi ou medidor Venturi ASME de Herschel

O tubo de Venturi (Herschel Venturi – 1887)

É similar à placa de orifícios, mais apresenta a restrição mais suave.

Tubo de VenturiTubo de Venturi

Medidor comercial do tipo tubo de Venturi

A alteração na área da secção, ocasiona uma alteração na pressão entre a secção convergente (com ângulo de 15º a 21º ) e a “garganta”.


sendo assim pode-se determinar o fluxo volumétrico (Q) por essa diferença de pressão.

Após a área de restrição, o fluido atravessa um registrador de pressão na secção de saída, na qual 80% da pressão diferencial gerada pela restrição é registrada.


Devido a restrição mais gradual o coeficiente de descarga é aproximadamente 0,975 (mais para baixos valores do número de Reynolds o coeficiente de descarga varia consideravelmente).

Em função do seu formato suave, ele é menos sensível a erosão do que a placa de orifício, podendo ser utilizado com gases ou líquidos sujos.

A desvantagem é devido ao tamanho e custo de fabricação. Devido a isso eles são utilizados em instalações complexas ou de grande fluxo.


Tipo bocal ou Bocal ASME de raio Tipo bocal ou Bocal ASME de raio longo longo

É formado por uma restrição com seção reta elíptica.

Tipo bocalTipo bocal


Cd em função do número de Reynolds para medidor do tipo bocal

Pg 406 - Balbinot


A pressão diferencial entre as localizações do diâmetro anterior e posterior as restrições é medida.

É considerado um medidor de qualidade intermediaria entre a placa de orifício e o tubo Venturi.

Seu formato é compacto.

Pode ser utilizado para aplicações em que ocorram altas velocidades, altas temperaturas e fluidos sujos e abrasivos.

Apresenta maior capacidade de fluxo que a placa de orifício e é mais barato que o tubo de Venturi.

São utilizados para medição de fluxo de ar e gases em aplicações industriais.

The Differential Pressure Flow Measuring Principle(Orifice-Nozzle-Venturi)

http://www.youtube.com/watch?v=oUd4WxjoHKY&feature=BFa&list=PL2042C11885809050

Bibliografia Bibliografia

BALBINOT, A.; BRUSAMARELLO, V. J.; BALBINOT, A.; BRUSAMARELLO, V. J.; Instrumentação e fundamentos de medidas, Instrumentação e fundamentos de medidas, volume 1, 2010.volume 1, 2010.

FIGLIOLA, R.S.; BEASLEY D.E., Teoria e Projeto FIGLIOLA, R.S.; BEASLEY D.E., Teoria e Projeto para Medições Mecânicas, 4a Edição, LTC, 2007.para Medições Mecânicas, 4a Edição, LTC, 2007.

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Medição de Vazão. Vazão Vazão Procedimentos ou métodos para Procedimentos ou métodos para caracterização, caracterização, quantificação ou quantificação