O medidor de vazão V-Cone, como vários outros medidores populares, é um medidor de pressão diferencial (ou "DP"). Todos esses medidores funcionam de acordo com o mesmo princípio dos dispositivos de fluxo DP.
Um componente com formato em "V" obstrução no tubo (isto é, uma redução na área da seção transversal disponível para o fluxo) causa um aumento na velocidade do fluxo e uma redução correspondente na pressão neste ponto
Desta forma ao medirmos a pressão estática , a temperatura a montante do Cone instalado na tubulação e a diferença na pressão entre as áreas de seção transversais a montante e as jusante, torna-se possível determiar a taxa de fluxo desde que as propriedades do fluido sejam conhecidas. A determinação da vazão é feita aplicando as leis de conservação de massa e energia.
No entanto, existem diferenças importantes entre o design do medidor V-Cone e outros tipos de medidores DP . Essas diferenças dão ao medidor V-Cone importantes vantagens de desempenho.
Essas vantagens incluem a capacidade do medidor V-Cone de operar com comprimentos de tubo retos a montante e a jusante muito curtos, para criar uma pressão total baixa (ou "perda de carga"), para criar um DP muito estável, para diminuir bastante a pressão. , para criar um ruído de sinal relativamente baixo e lidar bem com líquidos e partículas na corrente de gás.
Os medidores de cone (por exemplo, V-cones) são medidores proprietários e são essencialmente um tubo de Venturi invertido . Em vez de uma contração no tubo, o fluido flui em torno de um cone central, como mostrado no diagrama a seguir.
Os medidores de cone mostraram-se populares, pois alega-se que eles requerem muito pouca tubulação reta a montante antes do medidor para fornecer medições precisas. Esse benefício é devido ao fluido que flui ao redor do cone, que é descrito como "condicionando" o fluxo.
Uma das desvantagens dos medidores de cone é a falta de padrões que regem esse tipo de medidor, pois eles são um dispositivo proprietário e a falta de dados independentes disponíveis para garantir a confiança no desempenho alegado.
Ao contrário dos tubos Venturi, placas de orifício e bocais, fabricados com as tolerâncias especificadas na ISO 5167, os medidores de cone não são fabricados com uma tolerância especificada e devem ser calibrados individualmente antes do uso.
Princípio da Operação
O medidor de vazão V-Cone é um medidor de vazão do tipo pressão diferencial . As teorias básicas por trás dos medidores de vazão do tipo pressão diferencial existem há mais de um século.
A principal teoria entre elas é o teorema de Bernoulli para a conservação de energia em um tubo fechado. Isto afirma que, para um fluxo constante, a pressão em um tubo é inversamente proporcional ao quadrado da velocidade no tubo.
Simplesmente, a pressão diminui à medida que a velocidade aumenta.Por exemplo, quando o fluido se aproxima domedidor de vazão V-Cone, ele terá uma pressão de P1.
À medida que a velocidade do fluido aumenta na área restrita do V-Cone , a pressão cai para P2, como mostrado na Figura 1. Tanto o P1 quanto o P2 são medidos nas derivações do medidor de vazão do V-Cone usando uma variedade de transdutores de pressão diferencial.
O DP criado por um medidor de vazão V-Cone aumentará e diminuirá exponencialmente com a velocidade do fluxo. À medida que a constrição ocupa mais área da seção transversal do tubo, mais pressão diferencial será criada nas mesmas taxas de fluxo.
A razão beta é igual à área de fluxo na maior seção transversal do cone (convertida em um diâmetro equivalente) dividida pelo diâmetro interno do medidor
Vantagens do medidor de vazão V Cone:
Sensibilidade mais baixa do que as placas de orifício e os tubos Venturi aos efeitos de instalação
Comprimentos de instalação mais curtos
Menos perda de pressão do que as placas de orifício
Versões de bolacha (entre flanges)
Eficaz para aplicações de medição de fluxo de gás úmido
Desvantagens do medidor de vazão em cone V:
Falta de padrões
Não existem tantos dados disponíveis quanto os medidores "ISO 5167"
Perda de pressão maior que os tubos Venturi
Fonte:
ISO, Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted in circular-cross section conduits running full – Part 5: Cone Meters. ISO 5167-5.
Livro: Manual de medição de vazão - Gerard J Delmée
Comparação placa de orifício vs V-cone :https://www.youtube.com/watch?v=egR_a40OdzE
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