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Diretrizes de Instalação

Rheonics instalação de sensores: princípios básicos

O Rheonics Advantage

Rheonics ressonadores torcionais balanceados permitem que o sensor seja instalado em qualquer orientação.

Rheonics Os sensores SR podem ser instalados em qualquer posição, desde que o elemento sensor do sensor esteja completamente imerso. Os ressonadores torcionais balanceados não serão afetados pelo mundo externo e não transmitirão vibração ao seu entorno.

Com essa declaração, entretanto, encontramos usuários solicitando mais orientação sobre a instalação. A experiência em diferentes aplicações também nos permitiu coletar dados suficientes para recomendar decisões de montagem para situações específicas. Esta página tem como objetivo explicar como Rheonics Os sensores SR comportam-se com os tipos de fluidos mais comuns e fornecem recomendações de instalação para cada caso.

Introdução

Rheonics oferece dois tipos de sondas SR, o SRV viscosímetro em linha e SRD medidor de densidade e viscosidade em linha. Saiba mais sobre cada sensor no Rheonics página do produto FlexSim e artigos de suporte aqui.

Antes de descrever os desempenhos do SRV e SRD em diferentes tipos de fluidos, duas categorias de fluidos devem ser mencionadas que são encontradas sempre que as medições de viscosidade entram em jogo - elas são Newtoniano e nfluidos on-newtonianos. Rheonics tem muitas informações que definem cada um desses tipos de fluidos na web, como esta Blog.

Para um fluido newtoniano, a viscosidade não muda quando uma força é aplicada, então as condições estáticas e móveis mostram as mesmas leituras de viscosidade. Outras condições podem alterar a viscosidade desses fluidos, como diferenças de temperatura.

Para um fluido não newtoniano, a viscosidade medida depende da taxa de cisalhamento com a qual a medição é realizada. Existem muitos tipos de fluidos não newtonianos, mas o que eles têm em comum é que suas viscosidades não podem ser associadas a um valor específico para diferentes instrumentos de medição, pois muitas vezes a taxa de cisalhamento na qual a medição é feita difere entre diferentes tecnologias de medição .

As medições de densidade, por outro lado, não devem ser afetadas pelo comportamento newtoniano ou não newtoniano dos fluidos.

A maioria dos fluidos encontrados em processos industriais não são newtonianos, portanto, ao utilizar um viscosímetro em linha, as condições operacionais devem ser consideradas. Rheonics garante a repetibilidade das leituras nas mesmas condições, o que é, em última análise, o fator mais importante no controle do processo.

Agora podemos revisar diferentes tipos de fluidos e condições e fazer algumas considerações e recomendações para eles. Os cenários abordados neste artigo são:

  • Condições estáticas
  • Fluidos em movimento
  • fluxos borbulhantes
  • Particulas solidas
  • Depósitos
  • Fluidos com tensão de escoamento
1. Condições Estáticas

Vamos definir condições estáticas como nenhum fluxo no fluido. Geralmente é assim que a maioria dos instrumentos de laboratório funciona.

Para fluidos newtonianos, a viscosidade será a mesma se medida em um béquer, onde o fluido é estático, ou em linha em um processo, onde pode estar se movendo em taxas variáveis.

Para fluidos não newtonianos, as medições de viscosidade do fluido estático serão diferentes das medições do mesmo fluido sob diferentes vazões. Isso se deve a diferentes taxas de cisalhamento impostas pelo fluxo. bem como a ruptura da estrutura devido ao fluxo de um fluido estruturado.

Se for necessário um teste estático, o usuário deve: 

  1. Mergulhe o sensor o suficiente para que o elemento sensor fique em contato com o fluido (consulte a Figura 1).
  2. Considere uma folga de 5 mm da ponta até as obstruções para o SRV e 12 mm para o SRD.
  3. Prenda o sensor de modo que fique bem fixo evitando qualquer movimento da sonda no fluido.
  4. Se for necessária a medição da água, o recipiente deve ser pressurizado para evitar bolhas no fluido. As bolhas que se depositam no elemento sensor devem ser sempre evitadas, pois podem atrapalhar a medição.
  5. Os fluidos de teste/referência recomendados são álcoois, solventes ou óleos.
  6. Considere que os testes de alta temperatura exigirão uma câmara de controle de temperatura.
SRV-SRD-Considerações de instalação
Teste de fluido estático
2. Fluidos em movimento

Neste caso, o sensor é instalado em uma linha de processo ou tanque de mistura. O SRV e o SRD não são afetados por possíveis vibrações na instalação, mas a taxa de fluxo desempenha um papel nas medições de viscosidade para a maioria dos fluidos.

  Pontos gerais Instruções de instalação
Fluidos newtonianosAs leituras não são afetadas e serão as mesmas para qualquer taxa de fluxo ou em qualquer estado de fluido (laminar ou turbulento).Evite zonas de estagnação.
Fluidos não newtonianos- As leituras variam com a vazão e podem não corresponder a outras tecnologias de medição (por exemplo, copos zhan). Rheonics Os sensores SR garantem a repetibilidade e reprodutibilidade das leituras, portanto o cliente deve usar os dados históricos para estudar e criar uma identidade de processo/lote/receita.
- A densidade não é afetada.
- É necessária a exposição do sensor a uma boa vazão uniforme. Se um sensor curto não puder garantir isso, considere um sensor de inserção longo.
- Zonas de estagnação devem ser evitadas.
- Ao substituir um sensor de viscosidade (em linha ou de laboratório), não espere as mesmas viscosidades dos sensores SR. As tecnologias de detecção são diferentes e as leituras de viscosidade variam.
Aspecto teórico - Instalação de fluido fluido
3. Fluidos borbulhantes

Fluidos com ar aprisionado ou bolhas são frequentes. SRV e SRD se comportam de maneira diferente em relação às bolhas, então vamos estudá-los separadamente.

 Pontos geraisInstruções de instalação
SRV - Viscosímetro- O SRV mede o que está em contato com sua superfície molhada. Em condições estáticas, as bolhas se concentrarão na superfície do sensor, afetando assim as leituras, geralmente com incrementos na viscosidade, mesmo que o fluido não esteja mudando. Isso ocorre porque as bolhas criam um amortecimento adicional na superfície do ressonador. Em condições de movimento, as bolhas serão cortadas. O SRV detectará principalmente o fluido e as medições não serão afetadas. A porcentagem e o tamanho da bolha geralmente não afetam as medições em um fluido em movimento.- Evite zonas de estagnação para eliminar a possibilidade de acúmulo de bolhas ao redor do elemento sensor. sensor.
- Mantenha o elemento sensor totalmente submerso.
- Pontos altos na tubulação podem ter acúmulo de ar, evite a instalação nessas zonas.
Medidor de densidade e viscosidade SRDO SRD induz um fluxo enquanto vibra torcionalmente, isso é necessário para medir a densidade. As bolhas afetam então as leituras de densidade e viscosidade para o SRD. Na maioria dos casos, a viscosidade aumenta e a densidade diminui com as bolhas. A variação depende da porcentagem, tamanho e movimento das bolhas- Tente instalar o SRD onde não há ou há bolhas mínimas. Pressurizar a linha é útil para remover bolhas.
- Filtros podem ser usados ​​na eletrônica do sensor para reduzir o ruído na medição devido a bolhas nas leituras do SRD.
- O SRD tem sido usado com sucesso em fluidos borbulhantes, então sempre vale a pena fazer testes.
Aspecto teórico – Instalação de fluido borbulhante
4. Partículas sólidas

O comportamento dos sensores SR em fluidos com partículas sólidas dependerá do tamanho dessas partículas.

 ponto geralInstruções de instalação
Partículas de escala de micrômetros
Exemplo: tintas e pastas
Isso está abaixo da escala de comprimento de fluido que o sensor pode medir. O SRV ou SRD vê tal suspensão como um fluido homogêneo, que possui uma viscosidade e uma densidade. Para tintas, a viscosidade é principalmente de interesse, então o SRV é normalmente usado. Para pastas, tanto a viscosidade quanto a densidade podem ser importantes, então o SRD pode ser usado.- Do ponto de vista da instalação, eles são muito semelhantes aos fluidos não newtonianos.
- É fundamental evitar quaisquer zonas de estagnação.

Partículas grandes (tamanho de milho de arroz)- Essas partículas são muito maiores do que a escala de comprimento de medição do sensor, então elas irão interagir com o sensor de forma diferente.
- Quando uma partícula atinge o elemento sensor, cria uma grande perturbação, interrompendo uma medição. Essa interrupção pode levar a grandes erros, criando outliers na medição. Esses erros são esporádicos e dependem da frequência com que o sensor é atingido pelas partículas.
- O SRD tende a reagir mais fortemente a esses impactos do que o SRV.
- Se as partículas forem muito grandes e tiverem uma massa considerável, e as batidas na sonda do sensor forem constantes, as leituras constantes podem não ser possíveis e o sensor pode ser afetado a longo prazo.
- Coloque o sensor em uma área onde não haja partículas grandes ou menos frequentes.
- Considerar a instalação do sensor de modo que seja atingido axialmente pelo fluxo. Sensores de inserção longos podem ser convenientes.
- Considere a densidade das partículas e identifique onde elas podem se concentrar ou criar depósitos no fundo ou topo do tubo, cotovelos, etc. Não coloque o elemento sensor nessas zonas identificadas.
- O uso de acessórios de manga protetora não é recomendado, exceto em situações onde as partículas são grandes e podem danificar o elemento sensor. Deve-se tomar cuidado para garantir que a luva protetora não cause o entupimento do elemento sensor. Sempre que possível, evite manga protetora. Nos casos em que for necessário, visite a página de acessórios para selecionar um adequado: Acessórios » rheonics.
Aspecto teórico – Instalação de fluido com sólidos
5. Depósitos

Em processos biológicos ou químicos podem se formar depósitos na parede interna de tubulações ou reatores, são camadas ou revestimentos em superfícies. Se for esse o caso, há uma boa chance de que o mesmo ocorra no elemento sensor. Depósitos no elemento sensor podem afetar as leituras em algumas circunstâncias. 

Um bom indicador é a escala de comprimento do fluido, se o depósito for de espessura semelhante ou maior que a escala de comprimento do fluido, provavelmente irá interferir na medição. Caso esteja significativamente abaixo, as medições não serão afetadas. Isso depende do tipo de depósito, da espessura do depósito e da viscosidade do fluido.

SRV é capaz de detectar e até mesmo quantificar a quantidade de depósito no elemento sensor. Assim, pode-se monitorar como o depósito se acumula ao longo do tempo e se ele foi removido durante o processo de limpeza.

SRD não consegue detectar depósitos. Caso esteja presente, pode distorcer a leitura da viscosidade e da densidade. A única forma de verificar se está limpo é visualmente, ou quando está seco ao ar. Os depósitos no SRD precisam ser removidos com uma limpeza adequada. O cliente deve definir com que frequência o sensor deve ser limpo, pois a sujeira ou acúmulo depende do fluido e da instalação. Acompanhe este artigo em como limpar a sonda do sensor.

Sensores de inserção longos com comprimento de inserção adequado são uma alternativa para evitar zonas de estagnação ou depósitos nas paredes internas. Isso permite que o elemento sensor limpe a zona de estagnação e esteja no fluido de interesse para medição. Análise Inserção longa SRV e Inserção longa SRD artigos.

Depósitos de Aspectos Teóricos
6. Fluidos com tensão de escoamento

Um fluido com tensão de escoamento é um tipo de fluido não newtoniano. Um fluido com tensão de escoamento é um fluido que requer uma certa quantidade de cisalhamento para fluir. Exemplos bem conhecidos são Ketchup e tinta. Para ambos os fluidos, a tensão de escoamento é fundamental para sua aplicação final e, portanto, esta é uma propriedade desejada para alguns fluidos.

 Pontos geraisInstruções de instalação
Fluidos com tensão de escoamento- O movimento de torção SRV e SRD não é suficiente para cisalhar um fluido com tensão de escoamento.
- As leituras de viscosidade para um fluido com tensão de escoamento podem variar entre suas condições estáticas e móveis. A diferença pode ser consideravelmente grande, pode ser de alguns por cento, até várias centenas de vezes a viscosidade.
- A instalação é fundamental para medições estáveis, repetíveis e reprodutíveis.
- Deve ser definido um regime (condições estáticas ou móveis), preferência por condições móveis.
- O fluido deve estar se movendo dentro de toda a área de detecção.
- Evite potenciais zonas de estagnação mesmo as pequenas na base da área de detecção.
- A instalação preferencial é quando o elemento sensor fica diretamente exposto ao fluxo, paralelo ao elemento sensor, conforme figura abaixo. É importante inserir o sensor o mais longe possível no tubo, além de onde o fluxo sai da peça em T, portanto, é preferível um sensor de inserção longo.

Aspecto teórico - Fluido com instalação de tensões de escoamento

Tecnologia do sensor, princípio de funcionamento e aplicações

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