Desenvolvimento de medidor de vazão para mini canais

• Autor(a) principal: Santana, Rian Maurício
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)
• Texto Completo: https://app.uff.br/riuff/handle/1/8050
• topic: Medidor; Vazão; Tempo de voo; Minicanais; Medição de vazão; Instrumentação (Engenharia); Flowmeter; Flowrate; Time of flight; Minichannels

Este trabalho consiste no projeto, construção e avaliação de um protótipo para medição de vazão de líquidos, com foco para aplicação em sistemas baseados em minicanais operando com reduzidas vazões. Este projeto tem como objetivo sua aplicabilidade em um termossifão que opera com circulação natural, ou seja, deseja-se reduzida perda de pressão imposta pelo medidor. Para a realização do mesmo, é feita uma breve revisão dos diferentes métodos de medição de vazão. O protótipo proposto tem como objetivo promover reduzida perturbação do escoamento por perda de pressão ou transferência de calor, e foi baseado na técnica de tempo de voo. Apresenta-se também a discussão referente à instrumentação do dispositivo, explicando aspectos relativos ao uso do microcontrolador Arduino UNO e diferentes módulos necessários para o funcionamento do medidor. Nesta seção, explica-se o funcionamento básico destes módulos e se sugere maneiras de determinar e aumentar a frequência de aquisição do sistema completamente montado. Adicionalmente, este estudo apresenta uma modelagem matemática e simulação numérica dos fenômenos físicos que são responsáveis pelo funcionamento do mesmo, considerando escoamento completamente desenvolvido na fase líquida. Apresenta-se também, para maior compreensão do leitor, todos os aspectos relacionados às análises de materiais utilizados, aspectos construtivos e também todos os problemas de engenharia que foram superados para a construção do medidor. Ao final, relata-se os testes realizados, a calibração do dispositivo através de método gravimétrico, sendo a análise de sinais realizada utilizando método gráfico e correlação cruzada. Compara-se os dados obtidos experimentalmente e as simulações numéricas, obtendo boa concordância entre os dois resultados. Ao final, observa-se que o protótipo desenvolvido apresenta valores de precisão de vazão de aproximadamente 6%, muito próximos a dos medidores de vazão comerciais. O protótipo desenvolvido tem capacidade para determinação de vazões de escoamentos de líquidos com velocidades médias entre 0,1 e 1,0 m/s em duto de 4,0 mm de diâmetro interno