Os rotâmetros de área variável para vapor, também conhecidos como rotâmetros, consistem em um tubo cônico vertical, com um pequeno orifício de diâmetro na extremidade inferior, e um flutuador que se deixa mover livremente no fluido.
Quando o fluido passa através do tubo, a posição do flutuador é mantida em equilíbrio por:
- A força dinâmica ascendente do fluido,
- a força descendente pela massa do flutuador, e
- A posição do flutuador é, portanto, uma indicação da taxa de fluxo.
Na prática, os caudalímetros de área variável para vapor são uma combinação de:
- Um flutuador selecionado para fornecer um certo peso e resistência química ao fluido. O material flutuante mais comum é o aço inoxidável 316, no entanto, outros materiais como o Hastalloy C, alumínio ou PVC são utilizados para aplicações específicas. Em medidores de fluxo pequenos, o flutuador é simplesmente uma bola, mas em medidores de fluxo maiores são usados flutuadores com formas especiais para melhorar a estabilidade.
- Um tubo cônico, que fornece a escala de medição, normalmente entre 40 mm e 250 mm ao longo da faixa de fluxo de projeto. O tubo é normalmente feito de vidro ou plástico. No entanto, se houver uma falha do tubo, ele pode apresentar um perigo, de modo que uma proteção pode ser montada ao redor do tubo ou um tubo metálico pode ser usado.
Com um tubo transparente, as leituras de fluxo são feitas através da observação do flutuador contra uma escala. Para aplicações a altas temperaturas, onde o material do tubo é opaco, é utilizado um dispositivo magnético para indicar a posição do flutuador.
Como a área anular da passagem ao redor do flutuador aumenta com o fluxo, a pressão diferencial permanece quase constante.
Vantagens dos caudalímetros de vapor de área variável
- Sinal de saída linear.
- Alcance aproximado de 10:1.
- Simples e robusto.
- Mínima queda de pressão e bastante constante.
Desvantagens dos caudalímetros de área variável para o vapor
- O tubo deve ser montado em um plano vertical, como mostra a figura seguinte.
- Como as leituras são feitas visualmente e a bóia tende a se mover, a precisão é apenas moderada. É ainda agravado pelo erro de paralaxe a taxas de fluxo mais elevadas, devido ao facto de o flutuador estar a alguma distância da escala.
- Fluxos limitados.
Aplicações típicas de caudalímetros de área variável para vapor
- Medição do fluxo de gás.
Medição do fluxo de ar em tubos de pequeno diâmetro: Nestas aplicações, o tubo é feito de vidro, com uma escala marcada no exterior. As leituras são feitas visualmente. - Aplicações laboratoriais.
- Os rotâmetros são por vezes utilizados como indicadores de fluxo em vez de um dispositivo de medição.
- Paralaxe é o desvio angular da posição aparente de um objeto, dependendo do ponto de vista escolhido.
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