Medidores de fluxo de vórtice de gás: princípios, aplicações e vantagens

2. Princípio de funcionamento

Os medidores de vazão de vórtice de gás operam com base no fenômeno de desprendimento de vórtices , descoberto por Theodore von Kármán. Quando um fluido (gás ou líquido) flui por um corpo esférico (um objeto estacionário no caminho do fluxo), vórtices são desprendidos alternadamente de ambos os lados do corpo. A frequência desses vórtices é diretamente proporcional à velocidade do fluxo.

Os principais componentes de um medidor de vazão de vórtice de gás incluem:

• Corpo de penhasco : um objeto não aerodinâmico que interrompe o fluxo, criando vórtices.
• Sensor de vórtice : detecta a frequência de liberação de vórtices (geralmente usando sensores piezoelétricos ou ultrassônicos).
• Transmissor de fluxo : converte a frequência do vórtice em um sinal de taxa de fluxo (por exemplo, 4-20 mA, HART ou comunicação digital).

A relação entre a frequência do vórtice ( f ) e a velocidade do fluxo ( v ) é dada por:
$f = St \times \frac{v}{d}$ f=St×dv​
onde:

• St = número de Strouhal (uma constante adimensional para o corpo blefe)
• d = Diâmetro do corpo do penhasco

3. Principais características dos medidores de vazão de vórtice de gás

• Ampla faixa de medição : adequada para vazões baixas a altas.
• Alta precisão : normalmente ±1% da leitura (dependendo do modelo e da calibração).
• Baixa queda de pressão : resistência mínima ao fluxo, reduzindo o consumo de energia.
• Sem peças móveis : reduz o desgaste e os requisitos de manutenção.
• Ampla faixa de temperatura e pressão : pode lidar com gases de alta temperatura e alta pressão.
• Opções de comunicação digital : suporta HART, Modbus, Profibus e outros protocolos para monitoramento remoto.

4. Aplicações de medidores de vazão de vórtice de gás

Os medidores de vazão de vórtice de gás são usados ​​em vários setores, incluindo:

• Medição de gás natural : para transferência de custódia e monitoramento de gasodutos.
• Fornecimento de gás industrial : medição de ar, nitrogênio, oxigênio e outros gases de processo.
• Medição de vazão de vapor : em usinas de energia e sistemas de aquecimento.
• Indústrias químicas e petroquímicas : Para monitoramento de fluxo de gás em reatores e dutos.
• HVAC e gerenciamento de edifícios : medição de fluxos de gases de ventilação e ar condicionado.

5. Vantagens dos medidores de vazão de vórtice de gás

✔ Alta precisão e repetibilidade – Fornece medições confiáveis ​​mesmo em condições desafiadoras.
✔ Baixa manutenção – A ausência de peças móveis significa menos desgaste.
✔ Ampla taxa de redução – Pode medir taxas de fluxo muito baixas a muito altas.
✔ Resistência química e à corrosão – Disponível em materiais como aço inoxidável, Hastelloy e revestimentos de PTFE.
✔ Fácil instalação e calibração – Pode ser instalado em tubulações existentes com modificações mínimas.

6. Limitações e Considerações

⚠ Requer uma Velocidade de Fluxo Mínima – Abaixo de uma certa vazão, o desprendimento de vórtices pode não ocorrer de forma confiável.
⚠ Sensível a vibrações de tubulação – Vibrações externas podem interferir na detecção de vórtices (embora os modelos modernos tenham compensação de vibração).
⚠ Não é ideal para fluidos altamente viscosos – Mais adequado para gases e líquidos de baixa viscosidade.
⚠ Efeitos de temperatura e pressão – Requer compensação para medições precisas em condições variáveis.

7. Comparação com outros medidores de vazão

8. Conclusão

Os medidores de vazão de gás tipo vórtice são uma solução robusta e confiável para medição de vazão de gás em aplicações industriais. Sua alta precisão, baixa manutenção e capacidade de lidar com condições adversas os tornam a escolha preferida para monitoramento de vazão de gás natural, gases industriais e vapor. Embora apresentem algumas limitações (como sensibilidade a vibrações), os avanços tecnológicos minimizaram esses problemas, tornando-os uma opção versátil e econômica para as necessidades modernas de medição de vazão.