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MEDIR
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FLUXO
Seleção do medidor de vazão Coriolis
A familiaridade com os princípios torna mais fácil encontrar o instrumento certo.
P : Temos algumas perguntas sobre os medidores de vazão mássica Coriolis, que são:
1. Material do tubo de construção?
2. Como é definido o diâmetro do tubo? Deveria ser o tamanho da linha ou algo mais?
3. Frequência do tubo?
Ashwin Patel, engenheiro sênior, Garden Industries, Surat, Índia /
heetashwin79@gmail.com
R : Com base em suas perguntas, parece que você sabe muito pouco sobre os medidores
de vazão Coriolis, portanto, antes de responder às suas perguntas, começarei explicando
brevemente como esse dispositivo funciona e quais características ele possui.
Naturalmente, você encontrará detalhes completos em meu manual.
Quando o fluxo passa através de um tubo oscilante, que é mantido em ambas as
extremidades e oscila em sua frequência natural a partir do meio, ele vibrará de maneira
simétrica, conforme mostrado na Figura 1. Os tubos Coriolis têm uma espessura de
parede de apenas cerca de 1,5 mm e geralmente oscilam em torno de 80 ciclos por
segundo, com uma amplitude de 0,1 polegada (2,5 mm).
[sidebar id =1]A metade inferior da Figura 1 mostra o formato do tubo quando o fluido
flui através dele: O fluido que entra enquanto o tubo está se movendo para cima será
acelerado verticalmente para cima e aplicará uma força descendente ao tubo. Tendo
ganho uma velocidade ascendente, quando o fluido se aproxima da saída, ele aplica uma
força ascendente ao tubo, que se move para baixo. O resultado é uma ligeira deformação
(torção) do tubo (linha sólida na parte inferior da Figura 1) que é proporcional ao fluxo
de massa do fluido. Em outras palavras, os medidores de vazão mássica Coriolis medem
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a força resultante da aceleração causada pelo movimento da massa em direção (ou
afastando-se) de um centro de rotação.
Os projetos de medidores de vazão Coriolis de tubo reto são usados ​apenas raramente
(quando os projetos de fluxo dividido têm probabilidade de entupir) porque têm as
desvantagens de uma precisão relativamente baixa e de estarem sujeitos à interferência
de vibrações externas. As formas de tubo mais comuns são as formas U (Figura 2) e S.
[sidebar id =2]Como um único tubo em U ainda pode ser afetado por vibração externa,
dois (ou menos frequentemente, quatro) tubos em U são usados. Esses projetos de tubos
múltiplos são mais precisos porque sua referência não é o invólucro, mas o outro tubo.
Isso tende a estabilizá-los e isolá-los de vibrações externas. A Figura 2 mostra projetos
de tubo em U único onde as referências do ângulo de torção são para o alojamento. A
Figura 3 ilustra um desenho de dois tubos, que é mais preciso porque a referência é o
outro tubo.
O uso de medidores de vazão Coriolis aumentou ao longo dos anos e hoje eles
representam cerca de 21% do mercado de medidores de vazão. Os tamanhos padrão
variam de 3 a 150 mm (0,1 pol. a 6 pol.), mas também estão disponíveis tamanhos
maiores (8, 10, 12 ou até 16 pol. de alguns fornecedores para aplicações de transferência
de custódia), com fluxos máximos de até cerca de 500 toneladas/hora. Projetos de alta
pressão podem suportar até 5.000 psig (345 bar). A faixa de temperatura padrão é de
-100 °C a 300 °C, mas os projetos criogênicos e de alta temperatura vão além desses
limites.
[sidebar id =3]Coriolis flowmeter advantages are that it measures mass instead of volme
flow; can also measure density, temperature or bi-directional flow; provides good
accuracy (up to 0.1% of actual flow) and high rangeability (usually > 10:1); has no
moving parts, hence needs little maintenance; is unaffected by density or turbulance
(Reynolds number) variations, hence requires no straight pipe run; and the sensor tubes
are available in corrosion-resistant materials including stanless steel, Hastelloy,
titanium, tantalum and zirconium.
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Coriolis flowmeter disadvantages include high initial cost (but full life cost can be
competitive because of low maintenence). The wall thickness of the tubes is thin,
therefore reliable and detailed data must be provided to the suppliers concerning solid
contaminants and corrosive components because the corrosion allowance of the tubes is
zero. They are not available in very large sizes or for low-pressure gas flows. Because the
pipeline flow is split as the fluid enters the two smaller diameter U-tubes, plugging, high
pressure drop, flashing or somtimes even cavitation are possibilities. Preferred
installation is in vertical upward flows and in locations where there is no vibration or
pipe forces due to tension, compression or shear.
Now, as to your specific questions: Concering tube materials of construction (MOC),
provide very detailed composition and flow information in your bid invitation to the
vendors, because the tube material must stand up to corrosion and erosion. The vendor
will recommend the tube material and if you are interested, will give you the oscillation
frequency, which is either the natural frequency or some multiple of it. The tube
diameters are much smaller than pipe size and should be selected so that the maximum
normal flow falls into in the upper quarter of the meter's flow range.
Béla Lipták / liptakbela@aol.com
A: You should specify the following:
1. Fluid composition, so the vendor can assess corrosion/erosion properties;
2. Piping line class, as a starting point for material selection;
3. Fluid behavior with respect to entrained solids and gases, dissolved gases and
flashing, since Coriolis flowmeters have specific limitations on two-phase flows. These
limitations depend on the vendor design;
4. Pressure drop limitation from the process hydraulic calculations, since there will be a
higher pressure drop across the Coriolis tube; and
5. The usual fluid flow conditions/properties you need for any flowmeter sizing.
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Os medidores Coriolis são normalmente dimensionados para corresponder ao tamanho
da tubulação (por exemplo, medidor de 4 pol. em tubo de 4 pol.). O fornecedor
confirmará então a seleção do medidor. Pode ser possível aumentar o tamanho do
medidor de vazão se a queda de pressão for muito alta, mas isso torna o projeto da
tubulação um pouco mais complicado. O fato de os medidores serem especificados para
corresponder ao tamanho da tubulação não significa que o tamanho do tubo seja do
mesmo tamanho da tubulação. Significa apenas que o medidor corresponderá ao
tamanho do tubo. Na maioria das vezes, existem dois tubos paralelos dentro do
medidor.
Você não precisa estar interessado na frequência do tubo. Está disponível no manual do
medidor, mas não é algo que você possa especificar ou alterar. É o que é.
Na seleção do material do tubo, você deve trabalhar em estreita colaboração com os
fornecedores, fornecendo-lhes a composição exata do fluido do processo, e deve deixar a
seleção final para o fornecedor. Isso ocorre porque os tubos Coriolis são muito finos e
não conseguem seguir as especificações típicas de classe de linha de tubulação. Eles
tendem a usar materiais de qualidade muito superior porque a tolerância à corrosão nos
tubos é praticamente zero.
Se você tiver um serviço corrosivo, deverá ser extremamente cuidadoso ao indicar com
precisão a composição do fluido do processo. Os contaminantes influenciarão a seleção
do material do tubo. Esses contaminantes podem estar em quantidades muito pequenas
e podem não ser motivo de preocupação para o processo, mas são importantes para a
seleção do medidor. Isso ocorre porque a tolerância à corrosão da tubulação pode ser de
6 mm, enquanto os tubos Coriolis têm apenas 1,5 mm de espessura.
Por exemplo, o titânio será dissolvido pelo ácido HCl. No entanto, se houver impurezas
de ferro no ácido, formando cloretos ferrosos, então o titânio está perfeitamente bem.
Neste exemplo, as impurezas ajudam a prevenir a corrosão. Em outros exemplos,
vestígios de impurezas aceleram a corrosão.
URL daLucchini,
fonte: https://www.controlglobal.com/measure/flow/article/11308763/coriolis-flowmeterSimon
CFSE, MIEAust CPEng (Austrália)
selection
Especialista chefe em controles, Fluor / Simon.Lucchini@fluor.com
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