Dimensionamento de Placas de Orifício

Dimensionamento de Placas de Orifício

(Parte 1 de 3)

Eng. Marcelo Saraiva Coelho PROJETOS EM INSTRUMENTAÇÃO E AUTOMAÇÃO

Eng. Marcelo Saraiva Coelho

Eng. Marcelo Saraiva Coelho b) Qmáx e ∆Pmáx → dplaca a) ∆Pmedido e dplaca → Qatual c) Qmáxe dplaca→∆Pmáx

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Condições do Escoamento:

Regime Permanente (temperatura e pressão constante)

Fluido Incompressível (líquido) Fluido Perfeito (sem viscosidade)

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Estados de Energia Parcial:

Eppo= Energia potencial de posição Eppr= Energia potencial de pressão Ec= Energia cinética

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INSTRUMENTAÇÃO Simplificações

Como M.g = W , então:

2

substituindo-se M por: g W g vWWPZWg vWWPZW 2 ...2

2

dividindo-se tudo por W:

g vPZg

Eng. Marcelo Saraiva Coelho g vPZg

Do balanço de energias de Bernoulli g vP 2

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D d=β

21SvSv =

g vP 2

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gPESQ 22
gPESCQ 22

Onde K representa: •Tipo de elemento primário

•Tipo de tomada de impulso

•Diâmetro da tubulação e restrição

•Número de Reynolds (viscosidade)

•Condições de operação (p e t)

•Características do fluido (densidade)

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. DFa .CE . 0,012516 Qρρβ∆=

Onde: •Q(m/h) = Vazão máxima da escala do receptor

•CEβ= Coeficiente de Vazão

•D(m) = Diâmetro interno da tubulação, em função do diâmetro nominal e do Schedule.

•F= Coeficiente de dilatação térmica do elemento primário, em função da

temperatura de operação e do material.

•∆P(mmHO) = Pressão Diferencial produzida pelo elemento primário

•ρ(Kg/m) = Massa específica do líquido àtemperatura de projeto (operação)

•ρ(Kg/m) = Massa específica do líquido àtemperatura de leitura (base 15ºC)

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Tomada β D Flange 0,1 < β < 0,75 50m < D < 760 m

Vena Contracta 0,1 < β < 0,8 50m < D < 760 m

Radius 0,15 < β < 0,7550m < D < 760 m Pipe 0,2 < β < 0,7 50m < D < 300 m

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Exemplo de cálculo:

Em uma indústria, deseja-se medir a vazão de hidrocarboneto líquido em uma linha de 8”sch40 cuja vazão de operação deveráser de 1180 GPM sob temperatura de 140ºF e pressão de 92 PSIG. Sabe-se que a viscosidade do fluido em questão éde 0,45 cp, a densidade na temperatura de escoamento 0,74 e na temperatura base (15ºC) 0,759. Determinar o diâmetro “d”da placa de orifício. Obs.: Seráutilizado tomada de Flange e o material da placa seráAço Carbono.

1ºpasso: Obtenção dos dados

Qu(vazão usual)=1180 GPM Tp(temperatura de operação)=140 ºF µp(viscosidade abs. àtemp. de operação) =0,45 cp δp(densidade relativa àtemp. de operação)=0,74 δL(densidade relativa àtemp. de leitura)=0,759

Pp(pressão de operação)=92 PSIG D (diâmetro nominal da tubulação)=8”sch40

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INSTRUMENTAÇÃO 2ºpasso: Preparar a equação de trabalho para obter o coeficiente de Vazão:

max2

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