Medição do volume de ar em hidrômetro residencial: resultados preliminares

Introduction: This article was created by the 2015research for the Electronics’ Engineering Degree of the University of Santa Catarina’s department (Brazil). Most systems that measure water and are used in residences can register the air flow that may be present in the distribution system. This problem is hard to measure, since it’s a combination of liquid and gas. The purpose of this article is to identify and quantify the sensibility of residential hydrometers to the air volume registered. Methodology: To accomplish it, an experimental hydraulic circuit was developed, and sensors were deployed to monitor the water entry and exit of the system, composed by two warehouses. One warehouse stored water for the circulation of the hydraulic drainage, while the other stored the total amount of water in the system. The water level in the storehouses is controlled with ultrasonic and potentiometer sensors. A spinner is used to estimate the total water volume that enters the system by measuring its volumetric flow. Results: The results show that the hydrometer is very sensible to the air flow and that it can measure up to 44% of air in the air/water combination. The difference in the estimated water volume in the spinner and in the hydrometer was of 3,7 liters. Conclusions: The hydrometer is especially sensible to air presence in the residential hydraulic pipelines under normal conditions of a nominal flow of approximately 1,5 m3 /h.Introducción: este artículo es resultado de la investigación realizada en el 2015 para la Licenciatura en Ingeniería electrónica de la Universidad del Estado de Santa Catarina (Brasil). Muchos sistemas de medición de agua utilizados en residencias pueden registrar el paso de aire que puede estar presente en el sistema de distribución. Este problema es complejo de medir, pues se trata de una mezcla entre líquido y gas. Este artículo tiene como propósito identificar y cuantificar la sensibilidad de hidrómetros residenciales en cuanto al volumen de aire que se registra. Metodología: para ello, se desarrolló un circuito hidráulico experimental, en el que se utilizaron sensores para monitorear la entrada y salida de agua y aire en el sistema, compuesto por dos depósitos. Uno de ellos almacena agua para la circulación del drenaje hidráulico armado y el otro almacena el agua total del sistema. El control del nivel del agua en los depósitos se hace por sensores: ultrasónico y potenciométrico. Un rotámetro se usa para estimar el volumen total del agua que entra en el sistema desde la lectura de su flujo volumétrico. Resultados: los resultados obtenidos mostraron que el hidrómetro tiene una sensibilidad al flujo de aire que no se puede despreciar y llega a medir hasta 44% de aire en la mezcla de aire y agua. El error entre el volumen estimado de agua por el rotámetro y lo que se lee en el hidrómetro fue de 3,7 litros. Conclusión: el hidrómetro es significamente sensible a la presencia de aire en las tuberías hidráulicas residenciales, bajo las condiciones normales de un flujo nominal de aproximadamente 1,5 m3 /h.Introdução: este artigo é resultado de pesquisa realizada em 2015 para a Licenciatura em Engenharia Elétrica pela Universidade do Estado de Santa Catarina. Muitos sistemas de medição de água utilizados em residências podem registrar a passagem de ar que pode estar presente no sistema de distribuição. Esse problema é complexo de medir, pois se trata de uma mistura entre líquido e gás. Este artigo tem como objetivo identificar e quantificar a sensibilidade de hidrômetros residenciais quanto ao volume de ar que é registrado. Metodologia: para isso, foi desenvolvido um circuito hidráulico em bancada, no qual se utilizaram sensores para monitorar a entrada e a saída de água e ar no sistema, sendo composto por dois reservatórios. Um deles armazena água para a circulação na tubulação hidráulica montada e outro armazena a água total do sistema. O controle do nível de água nos reservatórios é feito por sensores ultrassônico e potenciométrico. Um rotâmetro é usado para estimar o volume total da água que entra no sistema a partir da leitura de sua vazão volumé- trica. Resultados: os resultados obtidos mostraram que o hidrômetro tem uma sensibilidade ao fluxo de ar que não pode ser desprezada e chega a medir até 44% de ar na mistura ar-água. O erro entre o volume estimado de água pelo rotâmetro e o que é lido no hidrômetro foi de 3,7 litros. Conclusões: o hidrômetro é significantemente sensível à presença de ar nas tubulações hidráulicas residenciais, sob as condições normais de uma vazâo nominal de aproximadaemnte 1,5 m3 /h