Medição de Fluxo em Sistemas a Vapor: Princípios Básicos e Terminologia

Quando se fala em medição de vazão em sistemas de vapor, uma série de termos é comumente usada, inclusive:

 

• Repetibilidade da medição de vazão em sistemas de vapor

  Descreve a capacidade de um fluxímetro para indicar o mesmo valor para o mesmo caudal em duas ou mais ocasiões. Não confundir com precisão, ou seja, a sua repetibilidade pode ser excelente porque apresenta o mesmo valor para um caudal idêntico em várias ocasiões, mas a leitura pode ser consistentemente errada (ou imprecisa).A boa repetibilidade é importante quando a medição de vazão em sistemas de vapor é necessária para monitorar as tendências e não a precisão. No entanto, sob nenhuma circunstância isso torna a precisão menos importante. 

 

• Incerteza da medição de vazão em sistemas de vapor

  O termo incerteza está a tornar-se muito mais conhecido do que precisão. Isto porque a precisão não pode ser estabelecida, pois o valor real nunca pode ser conhecido exactamente. Contudo, a incerteza pode ser calculada e existe uma norma ISO que fornece orientações sobre esta matéria (EN ISO/IEC 17025).É importante reconhecer que se trata de um conceito estatístico e não de uma garantia. Por exemplo, pode ser demonstrado que com uma grande população de medidores de fluxo, o 95% seria pelo menos tão bom quanto a incerteza calculada. A maioria poderia ser muito melhor, mas alguns, o 5%, poderiam ser piores. 

 

• Precisão da medição de vazão em sistemas de vapor

  Uma medida do desempenho de um caudalímetro de vapor quando indica um valor de caudal correcto em comparação com um valor real obtido através de procedimentos de calibração extensivos. A ISO 5725 trata da precisão. Os dois métodos seguintes são usados para expressar a precisão e têm significados muito diferentes: 

  • Percentagem do valor medido ou da leitura real. Por exemplo, a precisão de um determinado caudalímetro é de ± 3% do caudal real. Com um caudal indicado de 1000 kg/h, a incerteza do caudal real situa-se entre: 1000 - 3% = 970 kg/h e 1000 + 3% = 1 030 kg/h. Da mesma forma, com um caudal reportado de 500 kg/h, o erro é ainda ± 3%, e a "incerteza" está entre: 500 kg/h - 3% = 485 kg/h e 500 kg/h + 3% = 515 kg/h.
  • Percentagem de desvio total da escala (DSF). A precisão de um fluxímetro também pode ser dada como uma percentagem do desvio total da escala (DSF), o que significa que o erro de medição é expresso como uma percentagem do caudal máximo que o fluxímetro pode suportar. O erro dado como percentagem da DSF tende a ser menor do que o erro como percentagem da leitura real. Para este exemplo, deve ser utilizado um valor de ±0,3% FSD. Como acima, a vazão máxima = 1 000 kg/h. Com um caudal indicado de 1000 kg/h, a incerteza do caudal real situa-se entre: 1000 kg/h - 0,3% = 970 kg/h e 1000 kg/h + 0,3% = 1030 kg/h. A um caudal indicado de 500 kg/h, o erro é ainda ± 3 kg/h, e o caudal real situa-se entre: 50 kg/h - 3 kg/h = 47 kg/h um erro de - 6% e 50 kg/h + 3 kg/h = 53 kg/h um erro de + 6%.

  À medida que a taxa de fluxo diminui, a taxa de erro aumenta. Uma comparação destes termos de medição é mostrada no gráfico da figura abaixo:

A figura acima demonstra porque os fabricantes de fluxímetros afirmam sua precisão como uma combinação da porcentagem da escala completa e da leitura real. Neste exemplo ±3% da leitura é mais preciso a um caudal inferior a 100 kg/h, no entanto, quando o caudal aumenta acima de 100 kg/h, então ±0,3% de escala completa dá um resultado mais preciso em termos de caudal real. 

 

• Gama 

  Ao especificar um fluxímetro, a precisão é um dos requisitos básicos, mas também é essencial que o fluxímetro seja selecionado com alcance suficiente para a aplicação. "Faixa", "faixa definida" ou "faixa eficaz" são termos que descrevem a faixa de vazões sobre a qual o medidor de vazão irá operar dentro das tolerâncias de precisão e repetibilidade. O intervalo é explicado na seguinte equação:

Exemplo de alcance na medição do fluxo de vapor

Um determinado sistema de vapor tem um padrão de demanda como mostrado na figura abaixo. O medidor de caudal foi dimensionado para atingir um caudal máximo esperado de 1000 kg/h:

O intervalo do caudalímetro seleccionado é 4:1, ou seja, a precisão nominal do caudalímetro pode ter a precisão necessária com um caudal mínimo de 1000 ÷ 4 = 250 kg/h. Quando o caudal de vapor é inferior a isto, o contador não consegue cumprir a sua especificação, pelo que podem ocorrer grandes erros de caudal. Na melhor das hipóteses, as vazões registradas abaixo de 250 kg/h não são precisas - na pior das hipóteses, não são registradas, e são "perdidas".

No exemplo mostrado na figura acima, o "fluxo perdido" é superior a 700 kg de vapor durante um período de 8 horas. A quantidade total de vapor utilizada durante este tempo é de aproximadamente 2700 kg, portanto a quantidade "perdida" representa 30% do consumo total de vapor. Se tivesse sido especificado um medidor de vazão com capacidade de alcance adequada, a vazão de vapor para o processo poderia ter sido medida e calculada com mais precisão. 

Se você quiser medição do caudal de vapor com precisão, o usuário deve se esforçar para fazer uma avaliação verdadeira e completa da demanda e então especificar um fluxímetro com:

• A capacidade para satisfazer a procura máxima.
• Um intervalo suficientemente grande para cobrir todas as variações de fluxo esperadas.

Para saber mais sobre os princípios básicos de medição de vazão em sistemas de vapor ou para saber mais sobre a regimes de vazão em medições de vazão de vaporconvidamo-lo a subscrever o Boletim Informativo Steam for IndustryO novo recurso de vapor industrial, um recurso que o ajudará a receber mais conteúdo sobre as novas tendências do vapor industrial, tais como o métodos de cálculo de consumo de vapor para instalações industriais.