Diferença entre placa de orifício de estrangulamento e placa de orifício de restrição

Tanto as placas de orifício de estrangulamento quanto as placas de orifício de restrição são baseadas no princípio de estrangulamento por orifício, mas apresentam diferenças significativas em termos de posicionamento funcional, princípios de funcionamento, cenários de aplicação, projeto estrutural e normas/especificações. Uma comparação detalhada segue abaixo:

1. Orientação Funcional​​

·    Placa de Orifício de Estrangulamento : Serve como componente central de um sistema de medição de vazão por pressão diferencial e deve ser usada em conjunto com transmissores de pressão diferencial, dispositivos de tomada de pressão, etc. Sua função principal é medir com precisão a vazão do fluido através da diferença de pressão gerada pelo orifício , estabelecendo uma relação funcional entre vazão e diferença de pressão com base na equação de Bernoulli e no princípio da continuidade do fluxo (por exemplo, de acordo com a norma ISO 5167). É adequada para medição de vazão de fluidos monofásicos (líquidos, gases, vapor) e é amplamente utilizada em monitoramento de processos, medição de energia e pesquisa experimental em indústrias como a de petróleo, química e de energia.

·   Placa de Orifício Restritivo : Funciona como um dispositivo de controle de fluxo/pressão , usado para restringir a vazão de fluidos ou reduzir a pressão , não para medições de precisão. As aplicações típicas incluem: redução da pressão de fluidos de processo onde alta precisão não é necessária, redução da erosão quando existem grandes quedas de pressão em válvulas, garantia de baixo fluxo contínuo (por exemplo, linhas de lavagem de bombas, bypass de bombas de reserva a quente, linhas de amostragem para análise) e redução de ruído e desgaste em sistemas de ventilação.

2. Princípio de funcionamento

·    Placa de orifício de estrangulamento: Quando o fluido passa pela placa de orifício, a resistência local causa a contração do fluxo, aumentando a velocidade e diminuindo a pressão estática, criando assim uma diferença de pressão. Esse sinal de pressão diferencial é transmitido por meio de tubos de impulso para um transmissor de pressão diferencial, convertido em um sinal elétrico padrão (por exemplo, 4-20 mA ) e, finalmente, calculado em vazão instantânea/acumulada por um indicador de vazão. O cumprimento rigoroso dos parâmetros da tubulação (por exemplo, relação de diâmetro β = d/D ) e das especificações de instalação (comprimento dos trechos retos de tubulação a montante e a jusante) é necessário para garantir a precisão da medição.

·   Placa de Orifício de Restrição :

Restringe diretamente o fluxo ou reduz a pressão através da resistência do orifício, sem depender de uma relação precisa entre diferença de pressão e vazão. O projeto deve evitar a cavitação (a pressão na vena contracta não deve cair abaixo da pressão de vapor saturado). Para cenários de grande perda de pressão, são frequentemente utilizados sistemas de redução de pressão em múltiplos estágios (a perda de pressão diminui geometricamente a cada estágio) ou projetos com múltiplos orifícios (por exemplo, um único orifício para DN ≤ 150 mm , múltiplos orifícios para DN > 150 mm ), ou a otimização é alcançada através do diâmetro do orifício e do número de placas (diâmetros de orifício comuns incluem 12,5 mm, 20 mm, 25 mm e 40 mm).

3. Cenários de aplicação

·    Placa de Orifício de Estrangulamento : Adequada para cenários que exigem medição precisa de vazão , como monitoramento de fluxo de materiais em processos, medição de energia e pesquisa experimental. Deve estar em conformidade com as normas internacionais/nacionais (por exemplo,ISO5167, GB2624 O fluido deve ser monofásico, homogêneo, sem mudança de fase, e o fluxo deve ser paralelo ao eixo da tubulação.

Placa de Orifício Restritivo : Concentra-se na restrição do fluxo e no controle da pressão , tais como:

1. Placas em série dispostas transversalmente em válvulas sujeitas a grandes quedas de pressão para reduzir a erosão do fluido na válvula.

2. Redução da pressão e atenuação do ruído em sistemas de ventilação.

3. Cenários que exigem baixo fluxo contínuo, como linhas de bypass de bombas (proteção contra baixo fluxo) e linhas de lavagem para bombas de reserva a quente.

4. Situações em que a pressão do material no processo precisa ser reduzida e os requisitos de precisão não são elevados.

4. Estrutura e projeto

·    Placa de Orifício de Estrangulamento : Estruturas padronizadas (ex.: placa de orifício padrão, bocal, tubo Venturi). Requer correspondência rigorosa com os parâmetros da tubulação (relação de diâmetros, comprimentos de trechos retos). Maior precisão (tipicamente ±0,5% a ±5%). Requer calibração periódica. Os métodos comuns de tomada de pressão incluem tomadas de canto (câmara, furo) e tomadas de flange.

·    Orifício de restrição   Placa : Estrutura flexível (furo único/múltiplos furos, estágio único/múltiplos estágios). Requisitos de precisão mais baixos (por exemplo, dentro de ±10%). Os efeitos da temperatura e do número de Reynolds no coeficiente de vazão podem frequentemente ser ignorados. Deve-se garantir que a pressão a jusante não seja inferior a 55% da pressão a montante (para evitar fluxo crítico). O projeto deve considerar a distribuição da perda de carga, a seleção do diâmetro do orifício e o projeto multiestágio (por exemplo, usar múltiplos estágios para perdas de carga >2,5 MPa).).

5. Normas e especificações

·    Placa de orifício de estrangulamento : Segue as normas internacionais/nacionais (ex:ISO5167, GB2624 Requer calibração para garantir a precisão da medição.

·    Orifício de restrição   Placa : Projetada de acordo com os padrões da indústria (ex.:HG/T 20570, GD2000 Certos fatores de influência (como o efeito da temperatura no diâmetro do tubo) podem ser negligenciados. Deve-se garantir que a pressão a jusante não seja inferior a 55% da pressão a montante para evitar cavitação e sobrepressão.

6. Considerações Especiais

·    Placa de orifício de estrangulamento :   É necessário proteger contra a cavitação (por exemplo, a queda da pressão na vena contracta abaixo da pressão de vapor saturado causa o colapso das bolhas, levando à vibração da tubulação e à corrosão do material). Em cenários de grande queda de pressão, pode ser necessário um projeto em múltiplos estágios ou o uso de materiais anticavitação.

·    Orifício de restrição   Placa : Também exige evitar a cavitação, mas concentra-se mais na economia e na confiabilidade, como a distribuição da queda de pressão em conjuntos de orifícios de múltiplos estágios e a seleção do diâmetro do orifício.

Resumo : A placa de orifício de estrangulamento é um dispositivo de medição de vazão , focado na medição precisa e em conformidade com as normas internacionais. A placa de orifício de restrição é um dispositivo de controle de vazão/pressão , focado na restrição ou regulação, com ênfase na praticidade e economia em engenharia. Embora ambas sejam baseadas no princípio de estrangulamento por orifício, seu posicionamento funcional, lógica de projeto e cenários de aplicação diferem significativamente. A solução apropriada deve ser selecionada com base em requisitos específicos (precisão de medição, objetivos de controle, orçamento).