O que é um medidor de vazão mássica e como ele funciona?

Medidores de vazão mássica são instrumentos essenciais utilizados em diversos setores para medir a vazão de diversos fluidos. São utilizados em aplicações como medição de vazão de gás, medição de vazão de líquido e muitas outras. Neste artigo, vamos nos aprofundar no que é um medidor de vazão mássica e como ele funciona.

O que é um medidor de vazão mássica?

Um medidor de vazão mássica é um dispositivo usado para medir a vazão de um fluido em termos de massa por unidade de tempo. Ao contrário de outros medidores de vazão que medem a vazão em termos de volume, os medidores de vazão mássica medem diretamente a vazão mássica do fluido que passa pelo sistema. Isso os torna altamente precisos e adequados para aplicações onde variações de temperatura e pressão podem afetar a densidade do fluido.

Existem vários tipos de medidores de vazão mássica, cada um com seus princípios de funcionamento e aplicações específicos. Alguns tipos comuns de medidores de vazão mássica incluem medidores de vazão mássica térmicos, medidores de vazão mássica Coriolis e medidores de vazão mássica baseados em pressão diferencial.

Como funciona um medidor de vazão mássica térmica?

Os medidores de vazão mássica térmica baseiam-se no princípio da transferência de calor. Eles funcionam medindo o calor dissipado por um sensor aquecido em contato com o fluido. À medida que o fluido flui sobre o sensor aquecido, ele absorve calor, causando uma diferença de temperatura entre o sensor e o fluido. A quantidade de calor dissipada é diretamente proporcional à vazão mássica do fluido.

Um dos principais componentes de um medidor de vazão mássica térmica é o sensor aquecido. Este sensor é aquecido a uma temperatura específica e, à medida que o fluido flui sobre ele, o calor é transferido para o fluido. Medindo a diferença de temperatura, a vazão mássica do fluido pode ser determinada com precisão.

Medidores de vazão mássica térmica são comumente utilizados em aplicações que envolvem gases, como ar, gás natural e outros gases industriais. São conhecidos por sua alta precisão, sensibilidade a baixas vazões e queda de pressão mínima, tornando-os adequados para uma ampla gama de aplicações de monitoramento industrial e ambiental.

Compreendendo o princípio de funcionamento dos medidores de vazão mássica Coriolis

Os medidores de vazão mássica Coriolis operam com base no efeito Coriolis, que faz com que um tubo vibratório se torça proporcionalmente à vazão mássica do fluido que passa por ele. O princípio básico por trás do efeito Coriolis é que, quando um objeto está em movimento sobre uma superfície rotativa, ele sofre uma força perpendicular à direção do movimento e ao eixo de rotação.

Em um medidor de vazão mássica Coriolis, o fluido a ser medido é direcionado através de um tubo vibratório. À medida que o fluido flui através do tubo, ele sofre uma torção devido ao efeito Coriolis. O grau de torção é diretamente proporcional à vazão mássica do fluido. Essa torção é então medida por meio de sensores, e a vazão mássica é calculada.

Os medidores de vazão mássica Coriolis são altamente precisos e podem ser usados ​​tanto para líquidos quanto para gases. São conhecidos por sua capacidade de fornecer medição direta de vazão mássica, alta precisão mesmo em condições de processo variáveis ​​e requisitos mínimos de tubulação reta, tornando-os adequados para uma ampla gama de aplicações industriais.

O princípio de funcionamento dos medidores de vazão mássica baseados em pressão diferencial

Medidores de vazão mássica baseados em pressão diferencial funcionam com base no princípio de criar uma queda de pressão através de uma constrição no caminho do fluxo e medir a pressão diferencial para determinar a vazão. Este tipo de medidor de vazão mássica é comumente usado em aplicações onde o fluido não é homogêneo ou quando a vazão precisa ser compensada por mudanças de temperatura e pressão.

Um tipo comum de medidor de vazão mássica baseado em pressão diferencial é o medidor de vazão de placa de orifício. Em um medidor de vazão de placa de orifício, uma placa com um furo no centro é inserida no caminho do fluxo. À medida que o fluido passa pelo furo, ele cria uma queda de pressão, que é medida por meio de sensores de pressão localizados a montante e a jusante da placa de orifício. A diferença de pressão é usada para calcular a vazão do fluido.

Outro tipo de medidor de vazão mássica baseado em pressão diferencial é o medidor venturi. Semelhante ao medidor de vazão de placa de orifício, o medidor venturi cria uma queda de pressão através de uma constrição, e a vazão é determinada com base na pressão diferencial. No entanto, o medidor venturi utiliza um design convergente-divergente para criar uma recuperação de pressão mais gradual, resultando em menor perda de energia e maior recuperação de pressão em comparação com o medidor de vazão de placa de orifício.

Medidores de vazão mássica baseados em pressão diferencial são comumente utilizados em aplicações como medição de vazão de vapor, vazão de líquidos e vazão de gás. São conhecidos por sua simplicidade, baixo custo e capacidade de lidar com uma ampla gama de vazões e tipos de fluidos.

Vantagens e aplicações dos medidores de vazão mássica

Os medidores de vazão mássica oferecem diversas vantagens em relação aos medidores de vazão tradicionais, que medem a vazão em termos de volume. Uma das principais vantagens é a capacidade de fornecer medições de vazão precisas, mesmo em condições de processo variáveis. Como os medidores de vazão mássica medem diretamente a vazão mássica do fluido, eles não são afetados por variações de temperatura e pressão, tornando-os adequados para uma ampla gama de aplicações.

Além disso, os medidores de vazão mássica são altamente precisos e podem fornecer medições diretas das vazões mássicas, eliminando a necessidade de cálculos ou correções adicionais para levar em conta alterações nas propriedades do fluido. Isso os torna ideais para aplicações que exigem medições precisas de vazão, como transferência de custódia, controle de processos e monitoramento ambiental.

Medidores de vazão mássica encontram aplicações em vários setores, incluindo petróleo e gás, processamento químico, farmacêutico, alimentos e bebidas e monitoramento ambiental. No setor de petróleo e gás, medidores de vazão mássica são usados ​​para transferência de custódia de gás natural, medição do consumo de combustível em usinas de energia e monitoramento do fluxo de gás em dutos. No setor de processamento químico, medidores de vazão mássica são usados ​​para monitorar e controlar o fluxo de vários produtos químicos e solventes. Na indústria farmacêutica, medidores de vazão mássica são usados ​​para dosagem e mistura precisas de compostos químicos. No setor de alimentos e bebidas, medidores de vazão mássica são usados ​​para medir o fluxo de vários ingredientes em processos de produção de alimentos. Além disso, medidores de vazão mássica são usados ​​em aplicações de monitoramento ambiental, como medição da qualidade do ar e monitoramento de emissões.

Resumo

Concluindo, medidores de vazão mássica são instrumentos essenciais utilizados em diversas indústrias para medir a vazão de fluidos em termos de massa por unidade de tempo. Eles oferecem diversas vantagens em relação aos medidores de vazão tradicionais, como alta precisão, medição direta da vazão mássica e a capacidade de fornecer medições precisas mesmo em condições de processo variáveis. Com diferentes tipos de medidores de vazão mássica disponíveis, incluindo medidores de vazão mássica térmicos, medidores de vazão mássica Coriolis e medidores de vazão mássica baseados em pressão diferencial, cada um com seus princípios de funcionamento e aplicações exclusivos, existe um medidor de vazão mássica adequado para uma ampla gama de aplicações de monitoramento industrial e ambiental.

Seja medindo o fluxo de gases, líquidos ou vapor, os medidores de vazão mássica desempenham um papel fundamental para garantir medições de vazão precisas e confiáveis ​​em diversos processos industriais. À medida que a tecnologia avança, o desenvolvimento de novas tecnologias de medidores de vazão mássica e os avanços nas tecnologias existentes aumentarão ainda mais sua precisão, confiabilidade e versatilidade, tornando-os ferramentas indispensáveis ​​para a medição de vazão nos próximos anos.

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