Princípio de funcionamento e modelo matemático do medidor de vazão mássica

Princípio de funcionamento do medidor de vazão mássica O medidor de vazão mássica é baseado na segunda lei de Newton: força = massa × aceleração (F = ma). Quando uma partícula com massa m se move com velocidade V em um tubo girando a uma velocidade angular ω em relação ao eixo P, a partícula é submetida a dois componentes de aceleração e sua força: 1) aceleração normal, ou seja, aceleração centrípeta αr, cuja magnitude é igual a ω2r, em direção ao eixo P; 2) velocidade angular tangencial αt é a aceleração de Coriolis, seu valor é igual a 2ωV e sua direção é a mesma que αrVertical. Devido ao movimento composto, na partícula αA força de Coriolis Fc = 2ωVm atua na direção t, e o oleoduto atua uma força reversa -Fc = -2ωVm na partícula. Quando a densidade é ρQuando o fluido flui a uma velocidade constante V em um tubo rotativo, qualquer tubo com comprimento Δx estará sujeito a uma força de Coriolis tangencial ΔFc: ΔFc=2ωVρAΔx (1) onde: A———A área da seção transversal do fluxo do tubo. Como existe uma relação: qm=ρVA Então: ΔFc=2ωqmΔx (2) Portanto, a vazão mássica pode ser medida medindo-se direta ou indiretamente a força de Coriolis do fluido que flui no tubo rotativo. O modelo matemático é ainda deduzido da fórmula (2) (a derivação matemática relevante é omitida), e o seguinte modelo matemático é obtido: (3) onde: qm———Vazão mássica; K———Uma quantidade que determina apenas o tamanho da estrutura do tubo de medição. Quando o tubo de medição tem uma certa estrutura e uma certa temperatura, K é um certo valor; G———Meça o módulo de elasticidade de cisalhamento do material do tubo; a uma determinada temperatura, K é um determinado valor; ω———A frequência natural da vibração principal do tubo de medição; ωθ———A frequência natural da vibração torcional do tubo de medição; Δt———A diferença de tempo entre os dois sinais de detecção do tubo de medição. O tempo de atraso entre os sinais de detecção esquerdo e direito é medido por um detector de diferença de tempo no circuito. Esta "diferença de tempo" Δt é medida, processada e filtrada digitalmente para reduzir o ruído e melhorar a resolução da medição. A diferença de tempo é multiplicada pelo coeficiente de calibração do fluxo para representar o fluxo de massa.

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