Como uma placa de orifício é utilizada para medir a vazão em sistemas de tubulação?

A medição precisa da vazão de fluidos em sistemas de tubulação é essencial para muitas indústrias, como as de petróleo, gás, química e tratamento de água.

Um dos métodos mais comuns para fazer essa medição é usando uma placa de orifício. Este dispositivo, apesar de simples, é incrivelmente eficaz para determinar o fluxo de forma precisa.

O que é uma placa de orifício?

A placa de orifício nada mais é do que uma chapa fina, geralmente de metal, com um furo no meio. Ela é instalada dentro da tubulação, perpendicularmente ao fluxo do fluido.

Quando o fluido passa por essa abertura, a área disponível para a passagem diminui, fazendo com que a velocidade do fluido aumente e a pressão caia.

Essa diferença de pressão está diretamente relacionada à taxa de vazão, permitindo que a quantidade de fluido seja calculada.

Como funciona a medição de vazão com a placa de orifício?

O funcionamento da placa de orifício é baseado na equação de Bernoulli, que explica a relação entre a pressão e a velocidade de um fluido em movimento.

O processo de medição de vazão envolve as seguintes etapas:

1. Instalação: a placa é colocada em uma parte reta da tubulação para evitar turbulências e garantir medições precisas.
2. Passagem do Fluido: o fluido passa pelo orifício da placa, aumentando sua velocidade e diminuindo a pressão.
3. Medição da Pressão: a pressão é medida em dois pontos: antes e depois da placa de orifício. A diferença entre essas pressões é essencial para calcular a vazão.
4. Cálculo da Vazão: usando a diferença de pressão medida, a vazão é calculada com equações específicas que levam em conta as propriedades do fluido, a forma do orifício e as condições de operação.

Vantagens da placa de orifício

A placa de orifício apresenta diversas vantagens que a tornam uma escolha popular para a medição de vazão:

• Simplicidade e custo-benefício: sua construção simples e baixo custo de fabricação e instalação a tornam uma opção econômica para diversas aplicações industriais.
• Versatilidade: pode ser utilizada para medir a vazão de líquidos, gases e vapores, desde que o fluido esteja em uma única fase e livre de partículas sólidas que possam obstruir o orifício.
• Facilidade de instalação e manutenção: a instalação é relativamente simples, e a manutenção requer apenas inspeções periódicas para verificar o desgaste ou a corrosão da placa.

Considerações importantes

Apesar de suas vantagens, algumas considerações são necessárias para assegurar a precisão das medições:

• Perfil do fluxo: a precisão da medição depende de um fluxo estável e sem turbulências. Por isso, recomenda-se instalar a placa em trechos retos da tubulação, com distâncias mínimas antes e depois da placa para garantir um bom escoamento.
• Perda de carga: a placa de orifício provoca uma perda de pressão permanente no sistema, que deve ser levada em conta no projeto da tubulação para evitar impactos na eficiência do processo.
• Limitações: não é ideal para fluidos que contenham sólidos em suspensão ou em sistemas onde uma perda de carga extra seja um problema.
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Fonte de referência: Mundo Educação – Equação de Bernoulli