Quais são os requisitos especiais para medições precisas do fluxo de vapor? Como mencionado acima, medidores de vazão medem velocidade; valores adicionais para área da seção transversal (A) e densidade (r) são necessários para permitir o cálculo da vazão mássica (qm).
Em qualquer instalação, a área da seção transversal permanecerá constante, porém a densidade (r) variará dependendo da densidade e do título do vapor. As duas secções seguintes examinam o efeito das variações de pressão e do título de vapor na precisão das instalações de medição do fluxo.
Variação de pressão
Em um caso ideal, a pressão de vapor nas linhas de processo permanecerá completamente constante. Infelizmente, este não é muitas vezes o caso com cargas variáveis, bandas mortas de controle de pressão da caldeira, perdas de pressão por fricção e parâmetros de processo que contribuem para as variações de pressão na linha de vapor.
A figura abaixo representa um ciclo de trabalho típico para uma aplicação de vapor saturado. Após o arranque, a pressão do sistema aumenta gradualmente até à nominal, 5 bar r, mas devido à procura de carga do processo, esta varia ao longo do dia. Com um caudalímetro sem compensação de densidade, o erro acumulado será significativo.
Alguns sistemas de medição do fluxo de vapor não incorporam compensação de densidade e são projetados para trabalhar com uma pressão de linha fixa. Se a pressão da linha for realmente fixa, será perfeitamente satisfatória. No entanto, mesmo pequenas variações de pressão podem afectar a precisão do medidor. Deve-se notar que, dependendo do tipo de bitola, ela pode afetá-la de uma forma ou de outra.
Medidores de velocidade
O sinal de saída de um Vortexímetro é apenas uma função da velocidade. É independente da densidade, pressão e temperatura do fluido que está sendo monitorado. Dada a mesma velocidade, a saída não compensada do Vortexímetro será a mesma quer esteja a medir 3 bar r vapor, 17 bar r vapor ou água.
Os erros nas taxas de fluxo são, portanto, uma função do erro de densidade e podem ser expressos como mostrado abaixo na equação seguinte:
Vejamos o seguinte exemplo de medições precisas do fluxo de vapor:
Como base para os exemplos seguintes, determinar a densidade (r) do vapor saturado seco a 4,2 bar r e a 5,0 bar r.
Agora, vejamos o seguinte exemplo de medições precisas do fluxo de vapor:
A Medidor de vapor Vortex do tamanho de um vórtice para operar a 5 bar r está operando a 4,2 bar r. Use a equação acima e os dados do primeiro exemplo para determinar o erro (e).
Portanto, o medidor Vortex não compensado terá um erro positivo de 14.42%. Como uma das características do vapor saturado (especialmente a baixas pressões até 6 bar r) é que a densidade varia muito com uma pequena alteração na pressão, a compensação da densidade é essencial para garantir leituras precisas.
O acima pode ser usado para criar um gráfico mostrando o erro de vazão esperado para um erro de densidade, como mostrado na figura abaixo:
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Medição do fluxo de vapor com transmissores de pressão diferencial
