Experimentos numéricos de um loop de gás úmido para estimativa da sobreleitura em placas de orifício: avaliação dos parâmetros governantes

Sistemas de medição de vazão por meio de medidores por pressão diferencial são soluções industriais muito utilizadas, sendo a placa de orifício um elemento consolidado e ainda hoje amplamente empregado. A precisão desses sistemas é requisito fundamental devido a exigências cada vez maiores de órgãos regulamentadores e à necessidade de reduzir custos de produção. Em escoamentos monofásicos, os parâmetros relativos a medição de vazão são bem definidos. Entretanto, para escoamentos de gás úmido, as condições do escoamento são alteradas devido à presença da fase líquida no escoamento de gás, causando uma sobreleitura (overreading) na medição de gás. Este trabalho propõe uma avaliação das correlações empíricas para a correção da vazão de gás e uma análise dos parâmetros de influência utilizando a mecânica dos fluidos computacional ou Computational Fluid Dynamics (CFD). Procedeu-se à avaliação de quatro correlações utilizando os dados experimentais de Murdock (1962), e em seguida comparadas entre si, sendo que a correlação de James (1965) apresentou maior precisão para o escoamento de vapor-água, e a correlação de Murdock (1962) para o escoamento de ar-água e gás natural-água; além disso, recorreu-se a uma avaliação das condições operacionais dessas correlações. Procedeu-se à análise via CFD para avaliar a influência de parâmetros negligenciados pelas correlações empíricas, observando que a razão entre diâmetros, número de Froude do líquido e a pressão de operação influenciam na sobreleitura