Calcular vazão por placa de orifício.
Uma placa de orifício é uma restrição calibrada que mede a vazão a partir da perda de carga através dela. Esta calculadora resolve a vazão a partir da pressão diferencial, do coeficiente de descarga e da área do orifício usando a forma Torricelli/Bernoulli, e o problema inverso de dimensionar o diâmetro do orifício a partir da vazão necessária. Aplica-se a orifícios de drenagem, restritores de controle de nível e placas de medição de vazão conforme ISO 5167.
Q = C_d × A × √(2 × g × h) para descarga livre sob altura h por gravidade, ou Q = C_d × A × √(2 × ΔP / ρ) para escoamento por pressão com ΔP através do orifício. C_d é o coeficiente de descarga — 0,61 para orifício de borda viva em tubulação, 0,97 para bocais ISA, 0,75 para orifícios de placa fina concêntrica em escoamento em tubulação. Área A = π × d² / 4, onde d é o diâmetro do orifício. A relação de raiz quadrada significa que 1% de precisão em vazão exige 2% de precisão em ΔP. A razão β = d / D (orifício para tubulação) tipicamente fica entre 0,2 e 0,7; abaixo de 0,2 a contribuição do orifício é dominante; acima de 0,7 a forma da tubulação a montante influencia C_d.
Um engenheiro de processo estimando o tempo de drenagem de um vaso de 3 m de altura até vazio integra Torricelli sobre o nível, usando C_d = 0,61 para um orifício de borda viva de 50 mm, e obtém 4,2 horas de tempo total de drenagem.
Um técnico de instrumentação dimensionando um orifício ISO 5167 para 100 m³/h de água a 4 bar seleciona β = 0,4 e confirma que o diferencial calibrado é 250 mbar — dentro do alcance do transmissor de pressão diferencial.
Um projetista de pneumática adiciona um restritor de 1,5 mm para partida suave de um grampo; a calculadora fornece 12 lpm de vazão de ar a 4 bar de entrada, correspondendo ao tempo de subida desejado do atuador de 0,8 segundos.
Orifício de borda viva em tubulação: 0,61. Bocal de escoamento ISA: 0,97. Venturi: 0,98. Orifício de tanque de descarga livre (entrada arredondada): 0,95. Sempre verifique o padrão geométrico antes de escolher.
Líquidos são praticamente incompressíveis, portanto Q = C_d × A × √(2gh) aplica-se diretamente. O escoamento de gás com queda de pressão superior a 50% é sônico e requer a correção de escoamento crítico. Use a fórmula de gás com o fator de expansibilidade Y quando ΔP/P > 0,1.
Sim. O C_d em placas ISO 5167 depende de β = d/D. Os projetistas garantem pelo menos 20D de tubulação reta a montante e 5D a jusante para que o perfil de velocidade esteja completamente desenvolvido.