Quais são as formas de avaliar fluidos?
Passo 1
A pergunta é: “Quais são as formas de avaliar fluidos?” Em engenharia de fluidos precisamos medir tanto as propriedades intrínsecas do fluido (como densidade e viscosidade) quanto as grandezas de escoamento (como pressão, velocidade e vazão). Para responder, vamos dividir em: (
) métodos de caracterização de propriedades físicas; (
) aparelhos clássicos de medição de escoamento; (
) técnicas ópticas e não intrusivas; (
) métodos modernos e complementares.
Passo 2
Caracteriza\c{c}~ao das propriedades f’{\i}sicas do fluido:
–{} Densidade : usa-se picn^{o}metro ou dens’{\i}metro de flutua\c{c}~ao.
–{} Viscosidade din^amica : medidores capilares (viscos’{\i}metro de Ostwald), roteat’{o}rios (viscos’{\i}metro de Brookfield) ou esfera de Stokes.
–{} Tens~ao superficial : anel de Du No"uy, placa de Wilhelmy ou m’{e}todo de gota pendente.
–{} Compressibilidade e m’{o}dulo volum’{e}trico : t’ecnicas ultrass^{o}nicas de pulso eco ou equipamentos de alta press~ao.
–{} Densidade
–{} Viscosidade din^amica
–{} Tens~ao superficial
–{} Compressibilidade e m’{o}dulo volum’{e}trico
Passo 3
Medição das grandezas de escoamento por instrumentos convencionais:
– Pressão: manômetros de coluna (líquido), manômetros metálicos e transdutores de pressão.
– Velocidade: tubo de Pitot-estático, sonda de Prandtl.
– Vazão volumétrica : medidores de orifício, Venturi, placa de orifício, rotâmetro (medidor de área variável).
– Nível de fluido: bóias, sensores capacitivos ou ultrassônicos.
– Pressão: manômetros de coluna (líquido), manômetros metálicos e transdutores de pressão.
– Velocidade: tubo de Pitot-estático, sonda de Prandtl.
– Vazão volumétrica
– Nível de fluido: bóias, sensores capacitivos ou ultrassônicos.
Passo 4
Técnicas ópticas e não intrusivas para perfis de velocidade e turbulência:
– PIV (Particle Image Velocimetry): ilumina partículas-tracer por laser e usa câmeras para mapear vetor de velocidade.
– LDA (Laser Doppler Anemometry): mede a frequência Doppler de partículas no feixe laser para obter .
– Tomografia ultrassônica ou dielétrica: reconstrução de campo de velocidade ou concentração em fluido opaco.
– PIV (Particle Image Velocimetry): ilumina partículas-tracer por laser e usa câmeras para mapear vetor de velocidade.
– LDA (Laser Doppler Anemometry): mede a frequência Doppler de partículas no feixe laser para obter
– Tomografia ultrassônica ou dielétrica: reconstrução de campo de velocidade ou concentração em fluido opaco.
Passo 5
Métodos modernos e complementares:
– Fluxo mássico por Coriolis: mede diretamente .
– Medidores magnéticos (electromagnéticos): para fluidos condutivos, baseiam-se em .
– Ultrassom transit-time ou doppler: para vazão em tubulações sem contato direto.
– CFD (Computational Fluid Dynamics): simula e “avalia” virtualmente perfis de velocidade, pressão e turbilhonamento, validando com dados experimentais.
– Fluxo mássico por Coriolis: mede diretamente
– Medidores magnéticos (electromagnéticos): para fluidos condutivos, baseiam-se em
– Ultrassom transit-time ou doppler: para vazão em tubulações sem contato direto.
– CFD (Computational Fluid Dynamics): simula e “avalia” virtualmente perfis de velocidade, pressão e turbilhonamento, validando com dados experimentais.
Resposta
As principais formas de avaliar fluidos em engenharia s~ao:
Caracterizar propriedades f’{\i}sicas (densidade, viscosidade, tens~ao superficial, compressibilidade) com picn^{o}metro, viscos’{\i}metro, anel de Du No"uy, ultrassom.
Medir escoamento (press~ao, velocidade, vaz~ao, n’{\i}vel) com man^{o}metros, tubo de Pitot, Venturi, rot^{a}metro.
Usar t’ecnicas opticas n~ao intrusivas (PIV, LDA, tomografia ultrass^{o}nica) para perfis de velocidade e turbul^{e}ncia.
Empregar medidores modernos (Coriolis, magn’{e}tico, ultrassom transit-time) para vaz~ao m’{a}ssica e volum’{e}trica.
Complementar com CFD para avalia\c{c}~ao num’erica e aprofundamento dos resultados experimentais.