Princípio de Medição - Placa de Orifício

Vazão

A vazão é a quantidade fluído que escoa por unidade de tempo. Seu papel nos processos industriais é importante, por exemplo, em misturas e reações químicas, pois é possível indicar quanto de determinado fluído está sendo inserido na reação e determinar se a quantidade é suficiente para atender as especificações do processo. 

Para determinar a vazão volumétrica, isto é, em unidade cúbica, é feita por meio do cálculo

Q = V / t

Q = Vazão em cm³/h, m³/h ou km³/c;

V = volume em cm³, m³ ou km³;

t  = tempo em horas, minutos ou segundos;

Para determinar a vazão mássica, baste alterar a unidade de volume por unidade de massa (g, kg ou mg), logo a vazão será, por exemplo, g/s, g/min ou g/h. 

Principio de Medição:

O princípio de medição da placa de orifício é determinado pelas equações de conservação de energia e de Bernoulli.

O princípio de Bernoulli fala que a pressão estática aplicado por um fluído diminuí a medida que a velocidade de escoamento aumenta; a medida que a velocidade aumenta, a pressão estática diminuí e a pressão dinâmica aumenta. 

Em resumo, se um fluído for de uma tubulação de maior diâmetro para um de menor diâmetro, haverá um aumento da velocidade de escoamento e, por consequência, diminuição da pressão. 

Quanto a conservação de energia, a lei fala que a energia permanece constante em um sistema isolado (não há troca de energia). 

Placa de Orifício

A placa de orifício faz parte dos medidores de vazão por obstrução. Uma placa com um orifício (furo) é colocada entre dois flanges levando a uma queda da pressão a jusante da placa (depois da placa). Quando ocorre a restrição do escoamento do fluído, pelas leis de conservação de energia e Bernoulli, haverá um aumento da pressão dinâmica, da velocidade de escoamento e diminuição da pressão estática.

A vazão é proporcional a raiz quadrada da diferença de pressão antes (montante) e depois (jusante) da placa. 

Depois de uma certa distância da placa de orifício a pressão estática volta a aumentar, porém não deve ultrapassar a pressão a montante da placa e isto é a perda de carga. 

A medida da vazão em uma tubulação por meio da placa de orifício é feita por meio dos transmissores diferenciais de vazão. Como dito anteriormente, a vazão é proporcional a raiz quadrada da diferença de pressão, então a medida da diferença de pressão vai para um instrumento virtual chamado de extrator de raiz ou o extrator de raiz pode ser realizado pelo próprio instrumento selecionando a opção nas configurações.

O cálculo da vazão é realizado através da fórmula:

                                              Q = Vazão;

                                              K = É uma letra representativa dos diversos fatores de correção;

                                              Δp = Diferença de Pressão;

Fontes:

ECA303 – INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL I - U. Federal de Itajubá (PDF);