A maioria das plantas sabe quanto paga pelo combustível, mas não o que desaparece pelo vapor principal. Este conjunto combina uma placa de orifício ISO 5167-2 com um transmissor de pressão diferencial de 4-20 mA, um poço termométrico soldado, um transmissor de pressão estática e um computador de vazão, para que o número no display seja vazão mássica em t/h em tempo real, em vez de uma queda de pressão não corrigida que varia com a carga.

O vapor é comprado e consumido por massa, mas quase todos os elementos de vazão medem volume ou velocidade. Quando a pressão do ramal cai na troca de turno ou um grande consumidor sai de operação, o mesmo fluxo volumétrico carrega significativamente menos energia. Não compensado, o valor no DCS flutua silenciosamente, e todos os KPIs baseados nele também flutuam: eficiência da caldeira, custo do vapor por tonelada de produto, a linha de base de energia ISO 50001. Essa é a razão prática para instalar um conjunto de orifício compensado no ramal antes de gastar em algo mais elaborado.

O fluido acelera através de um orifício concêntrico usinado em uma placa plana, e a diferença de pressão estática através da placa segue o quadrado da vazão: qm = C x epsilon x (pi/4)d2 / sqrt(1 - beta4) x sqrt(2 x DP x rho1). Devido a essa lei do quadrado, a extremidade inferior da faixa é governada pela estabilidade do zero do transmissor e pela extração da raiz quadrada, não pela placa. Dimensionar o orifício para o ponto de carga normal em vez do máximo é o que torna uma relação de 03:01 realista.

Onde o ramal opera continuamente e a energia perdida na placa é mais importante que o custo do tubo, um medidor de vazão venturi é o melhor negócio, pois seu cone gradual recupera a maior parte da pressão que a placa dissiparia. Em linhas curtas, úmidas ou ligeiramente sujas, um Medidor de vazão V-cone mantém seu coeficiente onde a borda de uma placa plana se erodiria, e para indicação simples em ar de planta ou nitrogênio, uma placa de orifício de aço inoxidável padrão em um suporte flangeado ainda é a solução mais barata.

Para vapor, a compensação reside em dois termos. O fator de expansibilidade epsilon (0,93-0,99) corrige a compressibilidade através da placa, e a densidade a montante rho1 vem das tabelas de vapor usando a pressão e temperatura medidas. O computador de vazão avalia ambos a cada varredura e relata diretamente a vazão mássica, que é por que uma placa mais transmissor mais dois sensores se comportam como um medidor de massa, enquanto qualquer um deles sozinho não o faz.

A placa em si não tem partes móveis, então a única coisa que se degrada é a borda de ataque. Quadrada, afiada, sem rebarbas, com o orifício mantido em mais ou menos 0,05 mm e o raio da borda abaixo de 0,05 mm, essa borda é o instrumento inteiro. Todo o resto no conjunto existe para proteger as condições sob as quais seu coeficiente de descarga permanece válido.

Nenhum elemento único vence em todos os ramais. A tabela abaixo compara este conjunto de orifício compensado com as alternativas de pressão diferencial que construímos com mais frequência para serviço de vapor, para que a troca seja visível antes de você solicitar um desenho.

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