Importância do Coeficiente de Descarga em Medidores Deprimogêneos

Por que é necessário conhecer o coeficiente de descarga em um medidor deprimogênio? Descreva o que significa esse parâmetro e como ele é obtido.

O coeficiente de descarga (C_d) é um coeficiente que relaciona a vazão idealizada (teórica) e a vazão real.

C_d = m real / m teórico

Para a determinação da vazão real por um medidor deprimogêneo, é necessário conhecer o coeficiente de descarga, uma vez que este estabelece a relação entre a vazão real (desejada) e a teórica (calculada).

Pode-se obter o coeficiente de descarga de uma placa de orifício normatizado a partir da norma ISO 5167, utilizando a fórmula de Reader-Harris-Gallagher.

O coeficiente de descarga de uma placa de orifício é definido como a razão entre a vazão mássica real e a vazão teórica. Por que essa razão não é igual a 1?

Como o coeficiente de descarga representa a razão entre a vazão real e a teórica, afirmar que ele é 1 significa que a modelagem teórica representa completamente o que ocorre na realidade. Na prática, essa modelagem teórica é baseada em várias hipóteses simplificadoras para facilitar o trabalho matemático do equacionamento. Com isso, a razão não será igual a um.

Explique por que o coeficiente de descarga deve ser calculado iterativamente caso o número de Reynolds na placa de orifício normatizado seja menor que 10⁴.

O cálculo do C_d, segundo a norma, é feito pela fórmula de Reader-Harris-Gallagher. Essa fórmula depende do número de Reynolds. O número de Reynolds depende da vazão mássica real, e a vazão mássica real depende do C_d. Com isso, é necessário utilizar um processo iterativo de cálculo para determinar o valor de C_d.

Nos casos de Reynolds maior que 10⁴, o C_d é constante, com valor 0,62, então não é necessário esse cálculo iterativo. Mas nos casos em que o Reynolds é menor que 10⁴, o C_d varia com o Reynolds, o que torna o processo iterativo necessário.

De acordo com os cálculos da placa de orifício, o coeficiente de descarga está sub ou superdimensionado? Justifique com base nas hipóteses adotadas para modelar a placa de orifício. A medição é invalidada se ele estiver subdimensionado?

Para o cálculo da placa de orifício, são levadas em conta diversas hipóteses e simplificações, como:

• Simetria radial
• Simetria angular
• Escoamento unidimensional
• Regime permanente
• Escoamento invíscido
• Escoamento ao longo de uma linha de corrente
• Ausência de curvatura nas linhas de corrente
• Velocidade uniforme
• Escoamento incompressível

Isso faz com que a vazão teórica gere uma estimativa maior do que a real, uma vez que o teórico não representa de modo preciso as perdas de escoamento do caso real. Com isso, o modelo teórico está superestimando o que ocorre na realidade; no entanto, através do fator C_d, ele é corrigido para representar a vazão real.

A aferição da pressão por manômetro em U e digital em paralelo (na mesma linha de seção transversal) fornece algum problema?

Pelo princípio de Pascal, indica-se que os pontos nessa condição estão na mesma pressão, já que eles estão na mesma linha transversal. Como o experimento foi feito ainda em tomadas de canto, os efeitos que a perda de carga poderia causar não ocorrem no sistema, já que a velocidade próxima à parede é desprezível.

Uma ligação em T influenciaria a medição?

A ligação em T não influencia, pois essa perda causada por ela é muito pequena, partindo do ponto que o líquido está parado no tubo.