Diferença entre fluxo de massa e fluxo volumétrico

A medição precisa do fluxo de fluidos é fundamental em diversas aplicações de engenharia e industriais, garantindo desempenho e eficiência ideais. Medir o fluxo de massa apresenta vantagens evidentes em relação ao fluxo volumétrico, especialmente para ar comprimido e gases técnicos como argônio, CO2 e nitrogênio. Leia o artigo e obtenha informações técnicas sobre ambas as medições.

O que é fluxo de massa?

Vazão mássica refere-se à medida da massa que passa por unidade de tempo. A massa representa o número total de moléculas que se movem através de um recipiente específico, sem ser afetada por mudanças de temperatura e pressão. Diferentemente do volume, a massa de um gás permanece constante apesar das flutuações nas condições ambientais. A taxa de vazão mássica é descrita em unidades como quilogramas por hora (kg/h) ou libras por minuto (lb/min); gases são descritos em metros cúbicos padrão por hora (Nm³/h) ou pés cúbicos padrão por minuto (SCFM).

O que é vazão volumétrica?

Vazão volumétrica refere-se ao fluxo real, medindo o volume que se move por unidade de tempo. m³/h, m³/min, CFM ou ACFM são unidades comuns para vazão volumétrica, utilizadas para descrever a magnitude do fluxo em um espaço tridimensional. O volume dos gases é diretamente proporcional à temperatura e à pressão. O volume de um gás se expande com o aumento da temperatura e da pressão; inversamente, ele se contrai com a diminuição da temperatura e da pressão. Em outras palavras, a temperatura e a pressão devem ser levadas em consideração ao medir a vazão volumétrica.

Taxa de fluxo de massa versus taxa de fluxo volumétrico

O conhecimento detalhado da vazão mássica e da vazão volumétrica é fundamental para a escolha da técnica de medição adequada. A vazão mássica é extremamente precisa e confiável em processos nos quais a densidade do fluido pode variar com a temperatura e a pressão. Essa tecnologia é amplamente utilizada em indústrias que priorizam o controle preciso das propriedades dos fluidos, como as farmacêuticas e petroquímicas.

Pelo contrário, a medição de vazão volumétrica é suficientemente eficaz em indústrias onde a precisão é menos importante. Por exemplo, o método é bastante confiável para monitorar e controlar o fluxo em sistemas de irrigação agrícola e redes de distribuição de água, sem mencionar as complexas compensações necessárias no processamento. A medição volumétrica é uma opção mais simples e econômica em setores específicos. Imprecisões podem ocorrer caso as condições ambientais não sejam gerenciadas adequadamente.

Benefícios da medição de vazão mássica

A principal vantagem da utilização da medição de vazão mássica reside na sua precisão e confiabilidade, reduzindo a dependência de correções de temperatura e pressão. A correlação direta entre a vazão mássica e as propriedades do fluido permite o monitoramento em tempo real sem a complexidade de cálculos compensatórios.

Escolha a medição de vazão mássica para um controle de processo mais preciso. Com dados de vazão precisos à disposição, os operadores podem tomar decisões mais assertivas, reduzindo o desperdício e melhorando a qualidade do produto. O monitoramento constante das taxas de vazão mássica permite que os operadores se adaptem às mudanças nas condições, mantendo suas operações eficientes e eficazes.

Quando usar um medidor de vazão volumétrica ou um medidor de vazão mássica?

Medidores de vazão volumétrica são recomendados para aplicações que priorizam menos a alta precisão. No entanto, um medidor de volume necessita de compensação adicional devido a variações de temperatura e pressão. Por outro lado, informações adicionais sobre temperatura e pressão não comprometem a precisão e a repetibilidade. Portanto, medidores de vazão mássica são mais confiáveis ​​e precisos quando comparados a medidores de vazão volumétrica.

Quando usar um medidor de vazão volumétrica ou um medidor de vazão mássica?

As vantagens dos medidores de vazão mássica obrigam as pessoas habituadas aos medidores de vazão volumétrica a fazer algumas alterações em processos industriais específicos. Felizmente, é fácil fornecer vazões em volume com um medidor de vazão mássica, atingindo o objetivo adicionando volume (ou seja, o diâmetro do tubo) ao medidor de vazão.

Como converter vazão mássica em vazão volumétrica?

Às vezes, pode ser necessário converter a vazão mássica em vazão volumétrica. A conversão é feita utilizando uma fórmula simples, aplicando os valores de densidade relevantes na seguinte equação.

Vazão volumétrica = Vazão mássica / Densidade

A densidade relaciona a taxa de fluxo de massa com a taxa de fluxo volumétrico. E a densidade é inversamente proporcional à temperatura e à pressão. Ou seja, altas temperaturas causam baixas densidades e altas pressões também causam baixas densidades.taxa de fluxo volumétricoé obtido dividindo-se otaxa de fluxo de massapela densidade do fluido. Ataxa de fluxo volumétricovaria com a temperatura e a pressão, enquanto umtaxa de fluxo de massaPermanece constante quando a temperatura ou a pressão mudam.

Sistemas integrados de medição de vazão com soluções de automação aumentam significativamente a eficiência e a qualidade dos produtos finais. Além disso, o ajuste preciso das taxas de fluxo e a análise em tempo real contribuem para a operação ideal, sem interrupções no processo. Essa abordagem proativa resulta em operações simplificadas e melhorias contínuas.

Em resumo, compreender as nuances das medições de vazão mássica e volumétrica é fundamental para otimizar o desempenho em diversas aplicações. Ao utilizar as técnicas de medição adequadas e aproveitar os pontos fortes de cada abordagem, os profissionais podem aprimorar suas operações e alcançar maior precisão em seus processos de gerenciamento de fluidos.