A Experimental assessment on the influence of disturbed approaching flows on ultrasonic flow measurement
Nome: MATHEUS FELLIPE DAMACENA
Data de publicação: 04/06/2024
Banca:
Nome |
Papel |
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| JULIANA BRAGA RODRIGUES LOUREIRO | Examinador Externo |
| RAMON SILVA MARTINS | Examinador Interno |
| RENATO DO NASCIMENTO SIQUEIRA | Presidente |
| ROGERIO RAMOS | Coorientador |
Resumo: O medidor de vazão ultrassônico é geralmente o dispositivo mais utilizado em medição de vazão de gás de queima. Ao mesmo tempo, a medição de vazão em operações de gás de queima é geralmente regulamentada e, no Brasil, a legislação permite uma
incerteza máxima da medição de ±5%. O fator de perfil, que é aplicado as medições de vazão ultrassônicas, é um parâmetro que traduz a velocidade média medida pelo dispositivo para a velocidade média aplicada ao cálculo da vazão. Neste contexto, qualquer erro no fator de perfil é diretamente transmitido à medição de vazão. Dessa forma, pesquisas sobre o efeito de perfis de velocidade perturbados na seção de medição do medidor ultrassônico e como acidentes de linha afetam o fator de perfil são altamente desejadas pela indústria. Neste trabalho, duas metodologias são utilizadas para avaliar o efeito de curvas no fator
de perfil. Primeiramente, o parâmetro é medido via velocimetria a laser por efeito Doppler (LDV) em um túnel de vento em circuito fechado, onde o escoamento é recirculado por meio de duas curvas de 90°. Perfis de velocidade são obtidos para um intervalo de número de Reynolds entre 6.5 × 103 e 2.3 × 105 em três configurações distintas do túnel de vento com comprimento de trecho reto a montante do medidor de 36.5D (configuração C1), 26.2D (configuração C2) e 15.9D (configuração C3). A diferença relativa máxima entre as configurações do túnel mencionadas é de 2.2% em Re = 2.4 × 104 entre as configurações C3 e C1, ao passo que a diferença relativa mínima é 0.8%, entre as configurações C2 e C1 em Re = 1.3 × 104. A segunda metodologia utilizada avalia o fator de perfil no túnel de vento em circuito aberto em distintas montagens de curvas na entrada do túnel, ao passo que o comprimento de trecho reto a montante do medidor é mantido constante. Perfis de velocidade são obtidos pelo LDV para um intervalo de número de Reynolds de 5.6 × 103 a 2.9 × 105 em quatro configurações do túnel de vento: montagem de referência sem curvas (montagem M1), uma curva (montagem M2), duas curvas no mesmo plano em formato S (montagem M3) e duas curvas em planos ortogonais (montagem M4). Comparando o fator de perfil das montagens com curvas e a de referência, com ausência de curvas na entrada, pode-se perceber que, no geral, o comportamento do fator de perfil para a montagem M4 é igual ao comportamento do mesmo para a montagem de referência. Ao mesmo tempo, para as configurações M2 e M3, que tem comportamento semelhante em relação ao fator de perfil, a magnitude do parâmetro é inferior ao valor do mesmo para a montagem de referência. A diferença relativa máxima é de 1.8% entre M3 e M1 em Re = 2 × 105.
Finalmente, os resultados obtidos para o fator de perfil são aplicados as medições de vazão ultrassônicas realizadas em todas as configurações de circuito aberto do túnel de vento realizadas. A velocidade média medida pelo medidor ultrassônico apresentou um desvio da velocidade de referência, em geral, de 2%, que cumpre as regulamentações acerca da medição de vazão de gás de queima.
