Fenomenos de transportes, transferencia de massa

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A velocidade do fluxo pode ser obtida a partir das pressões

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Tubo de Prandtl

O tubo de Prandtl é uma variante do tubo de pitot onde as saídas de pressão estática são realizadas diretamente sobre o instrumento em vez de fazer outra pressão de saída no tubo, como mostrado na figura.

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De fato, o tubo de Prandtl é o instrumento que é comumente usado para medir a velocidade de um fluido, sendo o tubo de pitot utilizado principalmente para medir a pressão de estagnação. Mas, na prática, ela é muitas vezes chamado a este instrumento tubo de Pitot, sendo o nome do tubo de Prandtl bem menos conhecidos.

Construção padrão é o ponto mais importante a ter em conta é a distância onde tomadas pela pressão estática, a qual deverá ser situadas a uma distância suficiente que o fluxo não é perturbado pelo contato com a ponta do tubo. Pelas mesmas razões, a distância onde você deve localizar o tubo que sai perpendicular à linha também deve respeitar uma certa distância entre as medições de pressão.

As outras dimensões e formas são apenas recomendações que podem ou não podem ser tidas em conta para a construção. Na verdade, existem vários caminhos possíveis para esses instrumentos onde a variação principal está no formato da ponta para o efeito em menor grau, a direção do fluxo, e assim obter uma medida da pressão estática mais precisamente. A precisão desses instrumentos é pequeno e da ordem de 1,5 a 4 %.

Tubo de Venturi

O Tubo de Venturi é um elemento deprimogênio ou medidor de vazão de diferencial de pressão, também chamado de medidor de vazão por obstrução de área. A diferença de pressão entre duas seções distintas do medidor é proporcional à vazão que escoa por ele. A diferença de pressão é produzida por efeitos inerciais - aceleração do escoamento devido à obstrução do mesmo (redução de área na garganta) – e viscosos, isto é, a perda de carga

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Assim, o Tubo Venturi é um elemento primário gerador de depressão, uma vez que interage com o fluido com fundamentos físicos diretos, em mecanismos intermediários. Sua função é criar uma diferença de pressão Δp que seja relacionada à vazão Q através de uma equação.

As principais partes que constituem o Tubo de Venturi são o cilindro de entrada, onde se faz a medida de alta pressão; o cone (convergente) de entrada, destinado a aumentar progressivamente a velocidade do fluido; a garganta cilíndrica, onde se faz a tomada de baixa pressão; e o cone de saída, que diminui progressivamente a velocidade até ser igual à de entrada.

Tubo de Placa de Orifício

A placa (com orifício de diâmetro D) provoca uma redução da seção do fluxo e é montada entre dois anéis que contêm furos para tomada de pressão em cada lado. O conjunto é fixado entre flanges, o que torna fácil sua instalação e manutenção.[pic 13]

As placas de orifício são indicadas para medir vazão de líquidos, gases e vapores. As placas podem ser do tipo concêntricas, excêntricas ou segmentais e podem ter diâmetros nominais de 1" a 40". As Placas de orifício são simples, robustas, e confiáveis São baseadas em normas internacionais (I S O -5167 / AGA - Rep. 3 / ISA - RP 3.2) Tipos e aplicação - Concêntricas: para fluídos limpos - Excêntricas e Segmentais: para fluídos sujos com partículas sólidas em suspensão - Canto arredondado: para fluídos de alta viscosidade

Os elementos geradores de pressão diferencial constituem-se em restrições para o fluxo quando montados em tubos; a análise do comportamento da pressão indica estabilidade na região montante do elemento primário, com pequeno aumento na região adjacente à placa; após a passagem do fluído pelo orifício ocorre uma queda brusca na pressão, iniciando-se, posteriormente, a recuperação parcial.

Equação Geral

VAZÃO VOLUMÉTRICA Q = K (ΔP) 0.5

VAZÃO MÁSSICA W = K (ΔP) 0.5

Sendo:

Q = vazão em volume

W = vazão em massa

K = constante da medição

ΔP = pressão diferencial

Placa de Diafragma

O diafragma é um dispositivo de medição de vazão em um conduto forçado, este dispositivo provoca um estreitamento de seção transversal do escoamento de forma brusca. Para calcular as vazões no tubo, deve-se achar a área do tubo na qual o fluido esta sendo transportado até cruzar os dois pontos no tubo diafragma. O diafragma também é chamado de orifício de bordo delgado.

Diz-se que o orifício tem bordo delgado, ou aresta viva, quando o fluido toca apenas na aresta do orifício do diafragma, reduzindo o atrito. Supondo que o fluido seja ideal, utilizando-se a Equação de Bernoulli, tem-se:

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Como a velocidade de abaixamento do nível do reservatório é muito inferior a velocidade do jato na saída do reservatório e admitindo-se que a velocidade no diafragma seja a velocidade teórica, pois se adotou o fluido como ideal, tem-se:

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Se, em particular, p1 = p2, teremos:

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que é a Equação de Torricelli. Como o fluido é real e não ideal, ocorrerão perdas, desta forma:

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Onde: V2 = velocidade real de escoamento através do diafragma. Assim, define-se coeficiente de velocidade como sendo:

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Desta forma, a velocidade real poderá ser calculada pela expressão:

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E a vazão teórica será:

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Onde: Ao = área do orifício

A vazão que realmente escoa pelo orifício do diafragma depende da velocidade real e também do efeito de