Chave de fluxo calorimétrica – como ela funciona?

Se a presença de fluxo em um sistema de tubulação deve ser monitorada, a chave de fluxo calorimétrica – também conhecida como monitor de fluxo – é frequentemente utilizada.
Mas como realmente funciona uma chave de fluxo calorimétrica? O seguinte artigo explica isso com maiores detalhes.

Chaves de fluxo calorimétricas, que são frequentemente também referidas como monitores de fluxo térmico, utilizam das leis físicas do transporte térmico em fluidos. A distinção é feita basicamente entre duas soluções técnicas: aquecimento contínuo e regulado.

Ilustração esquemática de uma sonda de medição para uma chave de fluxo calorimétrica

Aquecimento contínuo

Uma chave de fluxo baseada no princípio de medição calorimétrica consiste em uma sonda de medição com dois sensores de temperatura integrados (veja ilustração). Um dos sensores é aquecido continuamente com a ajuda de um elemento de aquecimento integrado (wire-wound) com uma potência de aquecimento constante e medição da temperatura no elemento de aquecimento. O segundo sensor determina a temperatura do fluido na tubulação. Consequentemente, existe uma diferença de temperatura entre os dois sensores, que é registrada pela eletrônica do sensor. Quanto maior é velocidade do fluxo do meio da tubulação, menor é a diferença de temperatura. O princípio de medição é o efeito de resfriamento do fluxo. As moléculas no meio, que passam pela ponta da sonda, coletam “pacotes de calor” e os transportam para fora. Quanto mais moléculas passam, maior o efeito de resfriamento. O número de moléculas aumenta continuamente com o aumento da velocidade de fluxo.

Aquecimento regulado

Na concepção a sonda de medição é basicamente idêntica: existem dois sensores de temperatura no qual um pode ser aquecido. Nesta solução técnica, o poder calorífico é regulado de modo que a diferença de temperatura entre os dois sensores de temperatura é mantida constante. Consequentemente, à medida que a velocidade do fluxo aumenta, o poder calorífico deve necessariamente aumentar de modo a manter constante a diferença de temperatura. A potência do poder calorífico aplicado é desta forma uma medida direta da velocidade de fluxo no meio.

Nota
Você tem mais perguntas sobre o princípio de medição por chave de fluxo calorimétrica ou você precisa de ajuda na escolha de um produto desse tipo? Em seu portfólio, a WIKA possui uma chave de fluxo calorimétrica para monitorar o fluxo de meios líquidos (modelo FSD-3). Seu contato WIKA estará a disposição para ajudá-lo.