Vazão
1. Conceitos Fundamentais
Vazão é a quantidade de fluido que passa por uma seção transversal por unidade de tempo. Pode ser expressa como vazão volumétrica (Q) em m³/h ou L/min, ou vazão mássica (ṁ) em kg/h ou t/h.
2. Equação de Continuidade e Bernoulli
A equação de continuidade garante que a massa se conserva. A equação de Bernoulli relaciona pressão, velocidade e altura ao longo de uma linha de fluxo:
A redução de seção (orifício, venturi) aumenta a velocidade e reduz a pressão — princípio dos medidores por pressão diferencial.
3. Medidores por Pressão Diferencial (ΔP)
3.1 Placa de Orifício
O tipo mais comum. Uma placa com orifício central reduz a seção, gerando ΔP proporcional ao quadrado da vazão:
Relação quadrática
A placa de orifício tem relação Q ∝ √ΔP. Isso significa que na metade da vazão, o ΔP é apenas 25% do valor máximo — limitando a rangeabilidade típica a 3:1 ou 4:1.
3.2 Tubo de Venturi e Tubo de Pitot
O venturi tem menor perda de carga permanente que a placa de orifício. O Pitot mede a velocidade pontual e é usado em dutos grandes (ar, gás).
4. Medidor de Área Variável — Rotâmetro
Um flutuador cônico sobe numa câmara cônica até que a força de arraste equilibre a força gravitacional. A posição do flutuador indica a vazão. É simples, não requer energia elétrica e é visual.
5. Medidor Eletromagnético (Vazão-EM)
Baseado na Lei de Faraday: um condutor (fluido) em movimento em campo magnético gera tensão proporcional à velocidade.
Requisito do EM
O medidor eletromagnético funciona somente com fluidos com condutividade elétrica mínima de 5 µS/cm (água, lamas, polpas, ácidos). Não funciona com hidrocarbonetos puros.
6. Medidor Vortex
Conta os vórtices gerados por um bluff body na corrente de fluido. A frequência de vórtices (número de Strouhal) é proporcional à velocidade do fluido. Funciona com líquidos, gases e vapores, mas requer velocidade mínima.
7. Medidor Coriolis (Mássico)
Mede diretamente a vazão mássica e a densidade com altíssima exatidão (0,1%). Dois tubos vibram e o fluido em movimento causa deflexão (efeito Coriolis) proporcional à massa. Amplamente usado em petróleo, produtos químicos e alimentos.
8. Medidor Ultrassônico
Mede a diferença de tempo de propagação ultrassônica a favor e contra o fluxo (transit-time) ou por efeito Doppler (para suspensões). O tipo clamp-on não invade a tubulação — ideal para instalação temporária ou em linhas de grande diâmetro.
| Medidor | Fluidos | Exatidão | Custo | Diferencial |
|---|---|---|---|---|
| Placa de orifício | Líq., gás, vapor | ±1–2% | Baixo | Alta perda de carga |
| Venturi | Líq., gás, vapor | ±0,5–1% | Médio | Baixa perda de carga |
| Rotâmetro | Líq., gás | ±2–5% | Baixo | Visual, sem energia |
| Eletromagnético | Líq. condutivos | ±0,3–0,5% | Médio | Sem perda de carga |
| Vortex | Líq., gás, vapor | ±0,5–1% | Médio | Versátil |
| Coriolis | Líq., gás | ±0,1% | Alto | Mede massa e densidade |
| Ultrassônico | Líq. limpos | ±0,5–2% | Médio-Alto | Clamp-on disponível |