INTRODUÇÃO
Sistemas de medição e instrumentação são fundamentais para o monitoramento in-line de escoamentos monofásicos em sistemas de transferência de calor baseados em microfluidica, como a refrigeração de microprocessadores, células fotovoltaicas com concentrador solar, e células combustíveis de hidrogênio. O monitoramento in–line do escoamento de nanofluidos, caraterizados pela adição de nanopartículas em determinado fluído base, pode apresentar grandes desafios devido a presença de nanopartículas no escoamento. Estas nanopartículas se depositam em regiões da tubulação, e ainda alteram as propriedades do fluido no qual estão dispersas, o que acarreta em erros no monitoramento da vazão por medidores convencionais. As soluções atualmente comercializadas para medição de vazão são a placa de orifício, tubo venturi, bocal, palhetas e turbina. No entanto, estas apresentam problemas na aplicação em microfluídica, devido a fatores construtivos (contrações, expansões e componentes móveis) que tornam inviável seu uso em dimensões reduzidas. Outras soluções mais sofisticadas são os medidores de vazão ultrassônicos, eletromagnético e Coriolis, mas estes apresentam custo elevado, e também não possibilitam a medição de vazão em escoamentos com nanofluidos, já que as nanopartículas podem se depositar nos componentes dos medidores e alterar as propriedades do fluido.
Esta tecnologia então traz a solução para os problemas indicados acima ao disponibilizar um método para medição da vazão de escoamento envolvendo fluidos puros ou nanofluidos. Este medidor de vazão inovador, permite que o usuário dimensione o comprimento e diâmetro do tubo principal, onde a perda de pressão será medida, e posicione em qualquer orientação (vertical, inclinado ou horizontal) sem acréscimo no risco de acúmulo de gás na tubulação.
APLICAÇÕES E PÚBLICO- ALVO
A tecnologia proposta pode ser aplicada em sistemas de medição de microvazão em fluidos puros ou nanofluidos, se inserindo na Área de Energia, mais especificamente nos campos de Instrumentação e Sistemas de Medições.
Figura: Esquema do medidor de vazão, mostrando o tubo (1) onde a perda de pressão é medida, conexões de entrada (3) e saída (2) do fluido, nas quais são posicionados medidores de temperatura comerciais (6) imersos no escoamento, e tubulação (4) em “U” que conecta o escoamento a um transdutor de pressão diferencial comercial (5).
ESTÁGIO DE DESENVOLVIMENTO
Área: Energia e Outros; 0010/2020
Escola de Engenharia de São Carlos– USP
Apoio e Fomento: Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP), n° 2013/02869-4.
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