Um medidor de fluxo ultrassônico pode medir o fluxo de fluidos viscosos?
Como fornecedor de medidores de fluxo ultrassônicos, muitas vezes encontro perguntas dos clientes sobre os recursos de nossos produtos. Uma das consultas mais comuns é se um medidor de fluxo ultrassônico pode medir com precisão o fluxo de fluidos viscosos. Nesta postagem do blog, vou me aprofundar neste tópico, explorando os princípios da medição de fluxo ultrassônico, os desafios colocados por fluidos viscosos e as aplicações práticas e limitações do uso de medidores de fluxos ultrassônicos em tais cenários.
Entendendo os medidores de fluxo ultrassônico
Antes de discutirmos a medição de fluidos viscosos, é essencial entender como os medidores de fluxo ultrassônicos funcionam. Os medidores de fluxo ultrassônicos operam com base no princípio de medir a diferença de tempo das ondas ultrassônicas que viajam por um fluido. Existem dois tipos principais de medidores de fluxo ultrassônicos: tempo de trânsito e Doppler.
Os medidores de fluxo ultrassônicos no tempo de trânsito medem a diferença no tempo que leva para as ondas ultrassônicas viajarem a montante e a jusante em um fluido. Ao comparar esses tempos de trânsito, a velocidade de fluxo do fluido pode ser calculada. Este método é altamente preciso para fluidos limpos e homogêneos com viscosidade baixa a moderada.
Os medidores de fluxo ultrassônicos Doppler, por outro lado, contam com o efeito Doppler. Eles medem a mudança de frequência de ondas ultrassônicas refletindo partículas ou bolhas no fluido. Esse tipo de medidor de fluxo é adequado para fluidos contendo sólidos suspensos ou bolhas de gás, mas também possui limitações quando se trata de medir fluidos altamente viscosos.
Desafios de medir fluidos viscosos
A viscosidade é uma medida da resistência de um fluido ao fluxo. Fluidos de alta viscosidade, como óleos pesados, xaropes e alguns polímeros, apresentam vários desafios para a medição do fluxo. Uma das questões primárias é a capacidade reduzida das ondas ultrassônicas de se propagar através do fluido. À medida que a viscosidade aumenta, a atenuação do sinal ultrassônico se torna mais significativo, o que pode levar a medições imprecisas.
Outro desafio é o potencial de distorção do perfil de fluxo. Nos fluidos viscosos, o fluxo tende a ser laminar, o que significa que o fluido se move em camadas paralelas com diferentes velocidades. Esse perfil de fluxo laminar pode fazer com que as ondas ultrassônicas viajem por caminhos não uniformes, complicando ainda mais o processo de medição.
Aplicações e limitações
Apesar dos desafios, existem certas aplicações em que os medidores de fluxo ultrassônicos podem ser usados para medir o fluxo de fluidos viscosos. Por exemplo, na indústria de alimentos e bebidas, os medidores de fluxo ultrassônico podem ser usados para medir o fluxo de xaropes, mel e outros líquidos viscosos. Essas aplicações geralmente envolvem fluidos de viscosidade relativamente baixos a moderados, e os medidores de fluxo ultrassônicos podem fornecer medições precisas quando instaladas e calibradas adequadamente.
No entanto, para fluidos altamente viscosos, como petróleo ou betume pesado, as limitações dos medidores de fluxos ultrassônicos se tornam mais aparentes. Nesses casos, outros tipos de medidores de fluxo, comoMedidor de fluxo eletromagnéticoouMedidor de fluxo de vórtice, pode ser mais adequado. Os medidores de fluxos eletromagnéticos baseiam -se na lei de Faraday de indução eletromagnética e podem medir o fluxo de fluidos condutores, incluindo alguns líquidos viscosos. Os medidores de fluxo de vórtice, por outro lado, medem a frequência de vórtices derramados de um corpo de blefe no fluxo, e eles podem ser usados para uma ampla gama de viscosidades fluidas.
Superando os desafios
Para superar os desafios da medição de fluidos viscosos com medidores de fluxo ultrassônico, várias técnicas podem ser empregadas. Uma abordagem é usar ondas ultrassônicas de maior frequência, que podem penetrar no fluido com mais eficácia. No entanto, frequências mais altas também resultam em maior atenuação do sinal; portanto, um equilíbrio deve ser atingido entre penetração e força do sinal.
Outra técnica é otimizar a instalação do medidor de fluxo ultrassônico. Isso inclui garantir que o medidor de fluxo seja instalado em uma seção reta do tubo com um perfil de fluxo uniforme. Além disso, o uso de materiais e técnicas adequados de acoplamento pode ajudar a melhorar a transmissão do sinal ultrassônico através da parede do tubo e no fluido.
A calibração também é crucial ao medir fluidos viscosos. Como as propriedades dos fluidos viscosos podem variar significativamente, é importante calibrar o medidor de fluxo ultrassônico usando uma amostra representativa do fluido. Isso pode ajudar a explicar quaisquer diferenças de viscosidade, densidade e outras propriedades fluidas que possam afetar a precisão da medição.
Conclusão
Em conclusão, embora os medidores de fluxo ultrassônicos possam ser usados para medir o fluxo de fluidos viscosos em certas aplicações, há limitações ao seu desempenho. Os desafios representados por alta viscosidade, como atenuação do sinal e distorção do perfil de fluxo, precisam ser cuidadosamente considerados. No entanto, com a instalação, a calibração e o uso adequados de técnicas apropriadas, os medidores de fluxo ultrassônicos podem fornecer medições precisas e confiáveis para uma ampla gama de fluidos viscosos.
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Referências
- ISO 11631: 1998 - Medição do fluxo de fluido em condutos fechados - METROS DE FLUXO ULTRASONICO TIME
- ASME MFC-13M-2007-Medição do fluxo de gás por medidores ultrassônicos
- Miller, RW (1983). Manual de Engenharia de Medição de Fluxo. McGraw-Hill.
