CALIBRAÇÃO DO SISTEMA CVS

2.1. Generalidades

Calibra-se o sistema CVS utilizando um debitómetro de precisão previsto em normas nacionais ou inter- nacionais e um dispositivo de restrição do débito. Mede-se o caudal através do sistema a diferentes posi- ções de restrição, sendo os parâmetros de regulação do sistema medidos e relacionados com o caudal. Podem-se utilizar vários tipos de debitómetros, por exemplo, venturi calibrado, medidor de escoamentos laminares calibrado, etc.

2.2. Calibração da bomba volumétrica (PDP)

Todos os parâmetros relacionados com a bomba devem ser medidos em simultâneo com os parâmetros relacionados com o debitómetro que está ligado em série à bomba. Pode-se então traçar a curva do caudal calculado (expresso em m3_{/min à entrada da bomba, à pressão e temperatura absolutas) referida a uma}

função de correlação correspondente ao valor de uma combinação dada de parâmetros da bomba. Deter- mina-se então a equação linear que exprime a relação entre o caudal da bomba e a função de correlação. Se a bomba do sistema CVS tiver várias velocidades de funcionamento, deve-se executar uma operação de calibração para cada velocidade utilizada. Deve-se manter a estabilidade da temperatura durante a calibra- ção.

2.2.1. Análise dos dados

Calcula-se o caudal de ar (Qs) em cada posição de restrição (mínimo 6 posições) em m3/min (condições

normais) a partir dos valores de medição do debitómetro, segundo o método prescrito pelo fabricante. Converte-se então o caudal de ar em caudal da bomba (V0) em m3/rot à temperatura e à pressão absolutas

à entrada da bomba, como segue:

V0=Qs n × T 273 × 101,3 pA em que:

Qs = caudal de ar às condições normais (101,3 kPa, 273 K), em m3/s,

T = temperatura à entrada da bomba, em K,

pA = pressão absoluta à entrada da bomba (pa- p1), em kPa,

n = velocidade de rotação da bomba, em min−1.

Para compensar a interacção das variações de pressão na bomba e da taxa de escorregamento da mesma, calcula-se a função de correlação (X0) entre a velocidade da bomba, a diferença de pressão entre a entrada

e a saída da bomba e a pressão absoluta à saída da bomba do seguinte modo:

X0= 1 n × ffiffiffiffiffiffiffi Δpp pA s em que:

Δpp= diferença de pressão entre a entrada e a saída da bomba, em kPa,

pA = pressão absoluta à saída da bomba, em kPa.

Executa-se um ajustamento linear pelo método dos mínimos quadrados para obter a equação de calibra- ção como segue:

V0= D0- m × (X0)

D0e m são as constantes da ordenada na origem e do declive, respectivamente, que descrevem as curvas

de regressão.

No que diz respeito ao sistema CVS com várias velocidades de funcionamento, as curvas de calibração obtidas para as diferentes gamas de caudais da bomba devem ser sensivelmente paralelas e os valores da ordenada na origem (D0) devem aumentar quando decrescer a gama do caudal da bomba.

Os valores calculados a partir da equação devem situar-se a ± 0,5 % do valor medido de V0. Os valores de

m variarão de uma bomba para outra. O influxo de partículas ao longo do tempo fará com que o escorre- gamento da bomba diminua, conforme reflectido pelos valores inferiores de m. Assim sendo, a calibração deve ser efectuada aquando da entrada em serviço da bomba, após qualquer operação importante de manutenção e se a verificação total do sistema (ponto 2.4) indicar uma alteração da taxa de escorrega- mento.

2.3. Calibração do tubo de Venturi de escoamento crítico (CFV)

A calibração do CFV é baseada na equação de escoamento de um venturi de escoamento crítico. O caudal do gás é função da pressão e da temperatura de entrada, como se indica a seguir:

Qs= Kv× pAffiffiffi

T p

em que:

Kv = coeficiente de calibração,

pA = pressão absoluta à entrada do venturi, em kPa,

T = temperatura à entrada do venturi, em K. 2.3.1. Análise dos dados

Calcula-se o caudal de ar (Qs) em cada posição de restrição (mínimo 8 posições) em m3/min (condições

normais) a partir dos valores de medição do debitómetro, segundo o método prescrito pelo fabricante. Calcula-se o coeficiente de calibração a partir dos dados de calibração para cada posição como segue:

Kv= Qs× ffiffiffi T p pA em que:

Qs = caudal às condições normais (101,3 kPa, 273 K), em m3/s,

T = temperatura à entrada do venturi, em K, pA = pressão absoluta à entrada do venturi, em kPa.

Para determinar a gama de escoamento crítico, estabelece-se uma curva de Kv em função da pressão à

entrada do venturi. Para um escoamento crítico (bloqueado), Kv tem um valor sensivelmente constante.

Quando a pressão diminui (ou seja, quando a depressão aumenta), o venturi desbloqueia-se e Kvdecresce,

o que indica que o CFV está a funcionar fora da gama admissível.

Para um número mínimo de oito pontos na região do escoamento crítico, calcula-se o valor médio de Kv

e o desvio-padrão. O desvio-padrão não deve exceder ± 0,3 % do valor médio de KV.

2.4. Verificação do conjunto do sistema

Determina-se a precisão global do sistema de recolha CVS e do sistema de análise pela introdução de uma massa conhecida de gás poluente no sistema enquanto este estiver a funcionar como para um ensaio nor- mal. Efectua-se a análise e calcula-se a massa do poluente de acordo com o ponto 4.3 do Apêndice 2 do Anexo III, excepto no caso do propano, em que se utiliza um factor de 0,000472 em vez de 0,000479 para o HC. Utiliza-se qualquer uma das duas técnicas a seguir descritas.

2.4.1. Medição com um orifício de escoamento crítico

Introduz-se uma quantidade conhecida de gás puro (monóxido de carbono ou propano) no sistema CVS através de um orifício de escoamento crítico calibrado. Se a pressão de entrada for suficientemente ele- vada, o caudal, que é regulado pelo orifício, é independente da pressão de saída do orifício (≡ condições de escoamento crítico). Faz-se funcionar o sistema CVS como para um ensaio normal de determinação das emissões de escape durante 5 a 10 minutos. Analisam-se os gases recolhidos com o equipamento habitual (saco de recolha ou método de integração), calculando-se a massa do gás. A massa assim determi- nada deve estar a ± 3 % do valor conhecido da massa do gás injectado.

2.4.2. Medição por um método gravimétrico

Determina-se, com uma precisão de ± 0,01 g, a massa de um pequeno cilindro cheio quer de monóxido de carbono quer de propano. Faz-se funcionar o sistema CVS durante 5 a 10 minutos como para um ensaio normal de determinação das emissões de escape, injectando no sistema monóxido de carbono ou propano. Determina-se a quantidade de gás puro introduzido no sistema medindo a diferença de massa do cilindro. Analisam-se os gases recolhidos com o equipamento habitual (saco de recolha ou método de integração), calculando-se a massa do gás. A massa assim determinada deve estar a ± 3 % do valor conhe- cido da massa do gás injectado.