Calculadora de Termopoço: Wake Frequency
Faça uma triagem conservadora da frequência de desprendimento de vórtices em relação à frequência natural aproximada de um termopoço reto e uniforme.
Registro da triagem
Dados de entrada
Critério usado nesta triagem
A ferramenta compara a frequência de desprendimento de vórtices com uma frequência natural aproximada do termopoço imerso. O critério conservador adotado é fs/fn < 0,4. Atender a essa relação significa apenas que a configuração passou por este filtro de separação de frequência.
fs = St × V / B
fn ≈ β₁² / (2πU²) × √(EI / mefetiva), com β₁ = 1,875104
mefetiva = ρmaterial × Aanel + Ca × ρfluido × Aexterna
Aanel = π(D² − d²) / 4 e I = π(D⁴ − d⁴) / 64
O modelo considera uma haste reta, uniforme e engastada idealmente. Ele não aplica os fatores completos de correção de perfil, massa do sensor, complacência da montagem, propriedades na temperatura, tensões dinâmicas, fadiga ou pressão.
Interpretação correta
- fs/fn < 0,4: aprovado somente na triagem conservadora de separação de frequência.
- 0,4 ≤ fs/fn < 0,8: não atende ao filtro conservador; cálculo mecânico completo é obrigatório antes de aceitar a configuração.
- fs/fn ≥ 0,8: proximidade elevada da frequência natural; a configuração deve ser revista antes de prosseguir.
Mesmo um resultado abaixo de 0,4 não verifica tensões estáticas e dinâmicas, fadiga, pressão admissível, geometria de conexão, corrosão, erosão, partida, parada ou condições transitórias.
Dados necessários para um cálculo completo
- Geometria real: diâmetros de raiz e ponta, perfil reto/cônico/escalonado, furo, comprimento sem apoio, filetes e conexão.
- Propriedades do material na temperatura de operação e dados da montagem.
- Densidade, viscosidade, velocidade, pressão e temperatura do fluido em todas as condições relevantes.
- Massa e geometria do sensor interno, acabamento superficial e condições de suporte.
- Verificações de frequência, tensões cíclicas, tensões estáticas, fadiga e pressão.
Aviso técnico importante
Esta ferramenta é uma triagem preliminar para estudo, manutenção e comparação de alternativas. Não deve ser usada para declarar conformidade, liberar fabricação ou aprovar serviço crítico. A decisão final deve usar a norma aplicável, dados do fabricante e validação de profissional habilitado.
Perguntas frequentes
Esta página calcula ASME PTC 19.3 TW?
Não. Ela usa um modelo de viga uniforme e um critério conservador de triagem. O método completo exige correções e verificações adicionais.
Por que existem dois diâmetros externos?
O diâmetro equivalente D representa a rigidez e a massa do modelo uniforme. O diâmetro de ponta B é usado na frequência de desprendimento de vórtices. Em termopoços retos, eles podem ser iguais.
Por que informar o furo interno?
O furo altera a área, a massa por comprimento e o momento de inércia. Ignorá-lo transforma o termopoço em uma barra maciça e pode distorcer a frequência natural estimada.
Razão abaixo de 0,4 garante segurança?
Não. Ela apenas passa por este filtro de frequência. Ainda faltam as verificações completas de geometria, montagem, tensões, fadiga e pressão.
Referências técnicas
Conteúdos e ferramentas relacionados
Use os links abaixo para aprofundar o tema ou continuar o dimensionamento.