{"id":9093,"date":"2020-01-15T09:00:10","date_gmt":"2020-01-15T08:00:10","guid":{"rendered":"https:\/\/vaporparalaindustria.com\/?p=9093"},"modified":"2020-06-11T14:39:46","modified_gmt":"2020-06-11T13:39:46","slug":"la-caida-de-presion-de-vapor-y-su-relacion-con-el-caudal-como-cuantificarla","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/vaporparalaindustria.com\/pt\/la-caida-de-presion-de-vapor-y-su-relacion-con-el-caudal-como-cuantificarla\/","title":{"rendered":"Queda de press\u00e3o de vapor e sua rela\u00e7\u00e3o com a vaz\u00e3o: como quantific\u00e1-la?"},"content":{"rendered":"

Como quantificar a rela\u00e7\u00e3o entre a queda de press\u00e3o de vapor e a vaz\u00e3o? Considere a analogia de um tanque cheio at\u00e9 um certo n\u00edvel com \u00e1gua e um buraco na lateral do tanque em algum lugar perto do fundo que est\u00e1 inicialmente tapado para evitar a fuga de \u00e1gua, como mostrado na figura abaixo:<\/span><\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Agora, considere uma \u00fanica mol\u00e9cula de \u00e1gua na parte superior do tanque (mol\u00e9cula 1) e uma \u00fanica mol\u00e9cula na parte inferior no mesmo n\u00edvel do buraco (mol\u00e9cula 2). Com o buraco tapado, a altura da \u00e1gua acima do buraco cria um potencial que for\u00e7a as mol\u00e9culas diretamente abaixo da mol\u00e9cula 1 atrav\u00e9s do buraco.<\/span><\/p>\n

A energia potencial da mol\u00e9cula 1 em rela\u00e7\u00e3o \u00e0 mol\u00e9cula 2 depender\u00e1 da altura da mol\u00e9cula 1 acima da mol\u00e9cula 2, da massa da mol\u00e9cula 1 e do efeito que a for\u00e7a da gravidade tem sobre a massa da mol\u00e9cula 1. A energia potencial de todas as mol\u00e9culas de \u00e1gua entre a mol\u00e9cula 1 e a mol\u00e9cula 2 \u00e9 calculada usando a seguinte equa\u00e7\u00e3o:<\/span><\/p>\n

\"\"<\/p>\n

A mol\u00e9cula 1 n\u00e3o tem energia de press\u00e3o (o efeito l\u00edquido da press\u00e3o do ar \u00e9 zero, porque o obturador no fundo do tanque tamb\u00e9m est\u00e1 sob a mesma press\u00e3o), nem energia cin\u00e9tica (uma vez que o fluido em que se encontra n\u00e3o est\u00e1 em movimento). A \u00fanica energia que possui em rela\u00e7\u00e3o ao buraco no tanque \u00e9 a energia potencial.\u00a0<\/span><\/p>\n

Entretanto, na posi\u00e7\u00e3o oposta do buraco, a mol\u00e9cula 2 tem uma energia potencial de zero, uma vez que n\u00e3o tem altura em rela\u00e7\u00e3o ao buraco. No entanto, a press\u00e3o em qualquer ponto de um fluido deve equilibrar o peso de todo o l\u00edquido acima dele, mais quaisquer for\u00e7as verticais adicionais atuando no ponto em considera\u00e7\u00e3o. Neste caso, a for\u00e7a adicional \u00e9 devida \u00e0 press\u00e3o atmosf\u00e9rica do ar acima da superf\u00edcie da \u00e1gua, que pode ser considerada como uma press\u00e3o manom\u00e9trica (relativa) de zero. A press\u00e3o a que a mol\u00e9cula 2 \u00e9 submetida est\u00e1, portanto, puramente relacionada com o peso das mol\u00e9culas acima dela.\u00a0<\/span><\/p>\n

O peso \u00e9 na verdade uma for\u00e7a aplicada a uma massa devido ao efeito da gravidade e \u00e9 definido como massa x acelera\u00e7\u00e3o. O peso suportado pela mol\u00e9cula 2 \u00e9 a massa de \u00e1gua (m) em uma linha de mol\u00e9culas diretamente acima dela, multiplicada pela constante de acelera\u00e7\u00e3o da gravidade, (g). Portanto, a mol\u00e9cula 2 \u00e9 submetida a uma for\u00e7a de press\u00e3o m g.\u00a0<\/span><\/p>\n

Mas que energia est\u00e1 contida na mol\u00e9cula 2? Como dito anteriormente, n\u00e3o tem energia potencial; tamb\u00e9m n\u00e3o tem energia cin\u00e9tica, assim como a mol\u00e9cula 1, n\u00e3o est\u00e1 em movimento. Portanto, s\u00f3 pode possuir energia de press\u00e3o.\u00a0<\/span><\/p>\n

A energia mec\u00e2nica \u00e9 claramente definida como For\u00e7a x Dist\u00e2ncia, portanto a energia de press\u00e3o contida na mol\u00e9cula 2 = For\u00e7a (m g) x Dist\u00e2ncia (h) = m g h, onde:\u00a0<\/span><\/div>\n
m = Massa de todas as mol\u00e9culas directamente entre e incluindo a mol\u00e9cula 1 e a mol\u00e9cula 2 <\/span><\/div>\n
g = acelera\u00e7\u00e3o devida \u00e0 gravidade 9,81 m\/s2<\/span>
\n<\/span>h = altura acumulada das mol\u00e9culas acima do buraco<\/span> <\/p>\n<\/div>\n

Portanto, isso pode ser visto: Energia potencial da mol\u00e9cula 1 = m g h = Energia de press\u00e3o na mol\u00e9cula 2. Isto concorda com o princ\u00edpio da conserva\u00e7\u00e3o da energia (que est\u00e1 relacionado com a Primeira Lei da Termodin\u00e2mica), que afirma que a energia n\u00e3o \u00e9 criada nem destru\u00edda, mas pode ser transformada de uma forma para outra. Em ess\u00eancia, isto significa que a perda de energia potencial significa um ganho igual em energia de press\u00e3o.\u00a0<\/span><\/p>\n

Considere agora, que a ficha \u00e9 removida do buraco, como mostra a figura seguinte:<\/span><\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Parece intuitivo que a \u00e1gua sair\u00e1 do buraco por causa da altura da \u00e1gua no tanque. Na verdade, o ritmo a que a \u00e1gua ir\u00e1 fluir atrav\u00e9s do buraco est\u00e1 relacionado com a diferen\u00e7a de energia de press\u00e3o entre as mol\u00e9culas de \u00e1gua opostas ao buraco, dentro e imediatamente fora do tanque.<\/span><\/p>\n

Como a press\u00e3o fora do tanque \u00e9 atmosf\u00e9rica, a energia de press\u00e3o em qualquer ponto fora do buraco pode ser considerada zero (tal como a press\u00e3o aplicada \u00e0 mol\u00e9cula 1 foi zero). Portanto, a diferen\u00e7a de energia de press\u00e3o atrav\u00e9s do buraco pode ser considerada como a energia de press\u00e3o contida na mol\u00e9cula 2 e, portanto, a taxa a que a \u00e1gua fluir\u00e1 atrav\u00e9s do buraco est\u00e1 relacionada com a energia de press\u00e3o da mol\u00e9cula 2.<\/span><\/p>\n

Na figura acima, considere a mol\u00e9cula 2 com uma energia de press\u00e3o de m g h, e considere a mol\u00e9cula 3 que acabou de passar pelo buraco no tanque, e que est\u00e1 contida no jato de \u00e1gua que sai.<\/span><\/p>\n

A mol\u00e9cula 3 n\u00e3o tem energia de press\u00e3o pelas raz\u00f5es descritas acima, nem energia potencial (uma vez que o fluido em que se encontra est\u00e1 \u00e0 mesma altura que o buraco). A \u00fanica energia que ela tem s\u00f3 pode ser energia cin\u00e9tica.\u00a0<\/span><\/p>\n

Em algum ponto do fluxo de \u00e1gua imediatamente ap\u00f3s passar pelo buraco, a mol\u00e9cula 3 est\u00e1 no fluxo e ter\u00e1 uma certa velocidade e, portanto, uma certa energia cin\u00e9tica. Como a energia n\u00e3o pode ser criada, segue-se que a energia cin\u00e9tica na mol\u00e9cula 3 \u00e9 formada a partir da energia de press\u00e3o contida na mol\u00e9cula 2 imediatamente antes de o tamp\u00e3o ser removido do orif\u00edcio.\u00a0<\/span><\/p>\n

Portanto, podemos concluir que a energia cin\u00e9tica total contida na mol\u00e9cula 3 \u00e9 igual \u00e0 energia de press\u00e3o da mol\u00e9cula 2, que por sua vez \u00e9 igual \u00e0 energia potencial contida na mol\u00e9cula 1.\u00a0<\/span><\/p>\n

A equa\u00e7\u00e3o b\u00e1sica para a energia cin\u00e9tica \u00e9 mostrada na seguinte equa\u00e7\u00e3o:<\/span><\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Se toda a energia potencial inicial tiver sido transformada em energia cin\u00e9tica, deve ser verdade que a energia potencial no in\u00edcio do processo \u00e9 igual \u00e0 energia cin\u00e9tica no final do processo. Para este fim, pode-se deduzir que:<\/div>\n

\"\"<\/p>\n

Esta equa\u00e7\u00e3o mostra que a velocidade da \u00e1gua que passa atrav\u00e9s do buraco \u00e9 proporcional \u00e0 raiz quadrada da altura da \u00e1gua ou da carga de press\u00e3o (h) acima do ponto de refer\u00eancia, (o buraco). A altura \"h\" pode ser considerada como uma diferen\u00e7a de press\u00e3o, tamb\u00e9m chamada de queda de press\u00e3o de vapor ou \"press\u00e3o diferencial\".\u00a0<\/span><\/p>\n

Da mesma forma, o mesmo conceito se aplica a um fluido que passa por um orif\u00edcio que foi colocado em um tubo. Um m\u00e9todo simples de medi\u00e7\u00e3o do caudal de um fluido \u00e9 a inser\u00e7\u00e3o de um caudal\u00edmetro de placa de orif\u00edcio numa tubagem, criando assim uma queda de press\u00e3o de vapor em rela\u00e7\u00e3o ao fluido que flui. Medindo a press\u00e3o diferencial e aplicando o fator raiz quadrada necess\u00e1ria, a velocidade do fluido que passa pelo orif\u00edcio pode ser determinada.\u00a0<\/span><\/p>\n

O gr\u00e1fico abaixo mostra como a vaz\u00e3o muda em rela\u00e7\u00e3o \u00e0 queda de press\u00e3o de vapor atrav\u00e9s de um medidor de vaz\u00e3o de placa de orif\u00edcio. Podemos ver que, com uma queda de press\u00e3o de vapor de 25 kPa, o caudal \u00e9 a raiz quadrada de 25, que \u00e9 de 5 unidades. Da mesma forma, o caudal a uma queda de press\u00e3o de vapor de 16 kPa \u00e9 de 4 unidades, a 9 kPa \u00e9 de 3 unidades e assim sucessivamente.\u00a0<\/span><\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Conhecer a velocidade atrav\u00e9s do orif\u00edcio \u00e9 de pouca utilidade. O principal objectivo de qualquer medidor de caudal \u00e9 medir o caudal em termos de volume ou massa. No entanto, se o tamanho do orif\u00edcio for conhecido, o fluxo volum\u00e9trico pode ser calculado multiplicando a velocidade pela \u00e1rea do orif\u00edcio. No entanto, isto n\u00e3o \u00e9 t\u00e3o simples como pode parecer \u00e0 primeira vista.\u00a0<\/span><\/p>\n

\u00c9 um fen\u00f3meno de qualquer orif\u00edcio instalado num tubo que o fluido, depois de passar pelo orif\u00edcio, continuar\u00e1 a contrair-se, principalmente devido ao impulso do pr\u00f3prio fluido. Isto significa que o fluido passa por uma abertura que \u00e9 mais estreita que o orif\u00edcio. Esta abertura \u00e9 chamada de \"vena contracta\" e representa aquela parte do sistema de constri\u00e7\u00e3o m\u00e1xima, press\u00e3o m\u00ednima e velocidade m\u00e1xima do fluido.<\/span><\/p>\n

A \u00e1rea da contracta da veia depende da forma f\u00edsica do furo, mas pode ser prevista para placas de furos afiados padr\u00e3o utilizadas para estes fins. A raz\u00e3o entre a \u00e1rea da contracta da veia e a \u00e1rea do buraco \u00e9 de aproximadamente 0,65 a 0,7 e, consequentemente, se a \u00e1rea do buraco for conhecida, a \u00e1rea da contracta da veia pode ser estabelecida.<\/span><\/p>\n

Finalmente, convidamo-lo a conhecer o <\/span>O teorema de Bernoulli aplicado aos caudal\u00edmetros de vapor<\/b><\/a>bem como a <\/span>princ\u00edpios b\u00e1sicos e terminologia da medi\u00e7\u00e3o de vaz\u00e3o em sistemas de vapor<\/b><\/a>. Al\u00e9m disso, subscreva o\u00a0<\/span>Boletim Informativo Steam for Industry<\/b><\/a>O novo recurso de vapor industrial, um recurso que o ajudar\u00e1 a receber mais conte\u00fado sobre as novas tend\u00eancias do vapor industrial, tais como o <\/span>regimes de vaz\u00e3o em medi\u00e7\u00f5es de vaz\u00e3o de vapor<\/b><\/a>.<\/span><\/p>\n

\"EVALUACION<\/a><\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Como quantificar a rela\u00e7\u00e3o entre a queda de press\u00e3o de vapor e a taxa de fluxo? Considere a analogia de um tanque cheio at\u00e9 um certo n\u00edvel com \u00e1gua e um buraco na lateral do tanque em algum lugar perto do fundo que, inicialmente, \u00e9 entupido para evitar a fuga de \u00e1gua, como \u00e9 o caso de um ...<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":9103,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_genesis_hide_title":false,"_genesis_hide_breadcrumbs":false,"_genesis_hide_singular_image":false,"_genesis_hide_footer_widgets":false,"_genesis_custom_body_class":"","_genesis_custom_post_class":"","_genesis_layout":"","footnotes":""},"categories":[87,89,88],"tags":[],"class_list":{"2":"type-post","7":"category-caudalimetros-para-vapor","8":"category-conceptos-basicos-en-sistemas-de-vapor","9":"category-medicion-del-caudal-de-vapor","10":"entry"},"yoast_head":"\nLa ca\u00edda de presi\u00f3n de vapor y su relaci\u00f3n con el caudal<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"\u00bfC\u00f3mo cuantificar la relaci\u00f3n entre la ca\u00edda de presi\u00f3n de vapor y el caudal? 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