Um medidor de vórtice é um tipo de medidor de vazão volumétrico que utiliza um fenômeno natural que ocorre quando um líquido flui ao redor de um objeto escarpado. Os medidores de vazão de vórtice operam segundo o princípio de desprendimento de vórtices, em que vórtices (ou redemoinhos) são desprendidos alternadamente a jusante do objeto. A frequência do desprendimento de vórtices é diretamente proporcional à velocidade do líquido que flui através do medidor.
Os medidores de vazão Vortex são mais adequados para medições de vazão onde a introdução de peças móveis apresenta problemas. Estão disponíveis em nível industrial, latão ou totalmente em plástico. A sensibilidade a variações nas condições do processo é baixa e, por não possuírem peças móveis, apresentam desgaste relativamente baixo em comparação com outros tipos de medidores de vazão.
Projeto de medidor de vazão Vortex
Um medidor de vazão tipo vórtice é normalmente feito de aço inoxidável 316 ou Hastelloy e inclui um corpo rombudo, um conjunto de sensor de vórtice e a eletrônica do transmissor – embora este último também possa ser montado remotamente (Figura 2). Eles geralmente estão disponíveis em tamanhos de flange de ½ pol. a 12 pol. O custo de instalação dos medidores tipo vórtice é competitivo com o dos medidores de orifício com tamanhos inferiores a seis polegadas. Os medidores com corpo tipo wafer (sem flange) têm o menor custo, enquanto os medidores com flange são preferíveis se o fluido do processo for perigoso ou estiver em alta temperatura.
Formatos de corpos de escoamento (quadrados, retangulares, em T, trapezoidais) e dimensões foram experimentados para atingir as características desejadas. Testes demonstraram que a linearidade, a limitação do baixo número de Reynolds e a sensibilidade à distorção do perfil de velocidade variam apenas ligeiramente com o formato do corpo de escoamento. Em termos de tamanho, o corpo de escoamento deve ter uma largura que seja uma fração suficientemente grande do diâmetro da tubulação para que todo o fluxo participe do escoamento. Em segundo lugar, o corpo de escoamento deve ter bordas salientes na face a montante para fixar as linhas de separação do fluxo, independentemente da vazão. Em terceiro lugar, o comprimento do corpo de escoamento na direção do fluxo deve ser um múltiplo específico da largura do corpo de escoamento.
Atualmente, a maioria dos medidores de vórtice utiliza sensores piezoelétricos ou capacitivos para detectar a oscilação da pressão ao redor do corpo do medidor. Esses detectores respondem à oscilação da pressão com um sinal de saída de baixa tensão, que tem a mesma frequência da oscilação. Esses sensores são modulares, baratos, fáceis de substituir e podem operar em uma ampla faixa de temperaturas – de líquidos criogênicos a vapor superaquecido. Os sensores podem estar localizados dentro ou fora do corpo do medidor. Os sensores molhados são submetidos diretamente às flutuações da pressão do vórtice e são encapsulados em invólucros reforçados para resistir aos efeitos da corrosão e erosão.
Sensores externos, tipicamente extensômetros piezoelétricos, detectam o desprendimento de vórtices indiretamente por meio da força exercida na barra de desprendimento. Sensores externos são preferíveis em aplicações altamente erosivas/corrosivas para reduzir os custos de manutenção, enquanto sensores internos oferecem melhor rangeabilidade (melhor sensibilidade ao fluxo). Eles também são menos sensíveis a vibrações na tubulação. O invólucro eletrônico geralmente é classificado como à prova de explosão e intempéries e contém o módulo transmissor eletrônico, conexões de terminação e, opcionalmente, um indicador de vazão e/ou totalizador.
Estilos de medidores de vazão Vortex
Os medidores de vórtice inteligentes fornecem um sinal de saída digital contendo mais informações do que apenas a vazão. O microprocessador no medidor de vazão pode corrigir automaticamente condições insuficientes de tubulação reta, bem como diferenças entre o diâmetro do furo e o da esteira.
Aplicações e Limitações
Medidores de vórtice geralmente não são recomendados para aplicações de dosagem ou outras aplicações de fluxo intermitente. Isso ocorre porque a configuração da vazão de gotejamento da estação de dosagem pode ficar abaixo do limite mínimo do número de Reynolds do medidor. Quanto menor o lote total, maior a probabilidade de erro resultante.
Gases de baixa pressão (baixa densidade) não produzem um pulso de pressão suficientemente forte, especialmente se as velocidades do fluido forem baixas. Portanto, é provável que, nesses serviços, a rangeabilidade do medidor seja baixa e vazões baixas não sejam mensuráveis. Por outro lado, se a rangeabilidade reduzida for aceitável e o medidor estiver dimensionado corretamente para vazão normal, o medidor de vazão tipo vórtice ainda pode ser considerado.
Horário da publicação: 21/03/2024