Details

Introdução
Os divisores de fluxo são os silenciosos “reveladores da verdade” dos circuitos de combustível e fluidos. Sempre que uma linha de alimentação precisa ser dividida em múltiplas saídas com distribuição previsível e repetível, é o divisor de fluxo que determina se o sistema funcionará suavemente ou se, gradualmente, apresentará problemas. Eles são amplamente utilizados em manifolds de distribuição de combustível, bancadas de teste de motores e sistemas de propulsão, circuitos de alimentação com múltiplos injetores ou bicos, sistemas hidráulicos e de lubrificação, queimadores industriais e linhas de dosagem, além de outras aplicações onde diversos consumidores devem receber fluxo quase igual sob condições variáveis de carga e operação.

A criticidade é simples: se um divisor não distribuir o fluxo com precisão, o sistema a jusante pode apresentar alimentação/dosagem desigual, aquecimento localizado, desequilíbrio de desempenho, estresse de componentes e falhas de repetibilidade que são notoriamente difíceis de diagnosticar, pois podem surgir apenas em determinadas combinações de RPM, pressão, viscosidade e temperatura. Um divisor pode parecer aceitável em uma condição estável e ainda assim apresentar comportamento inadequado em operação real — especialmente em baixo fluxo (onde vazamentos internos e atrito predominam) ou sob alta carga (onde a pressão diferencial induz erro). É por isso que uma bancada de teste adequada é essencial: ela cria um ambiente controlado onde a distribuição pode ser medida porta por porta, sob condições estáveis e repetíveis, e os resultados podem ser registrados e comparados entre unidades, lotes ou testes de ciclo de vida.

Este sistema é uma bancada de teste dedicada para caracterização de divisores de fluxo de 16 portas, destinada a circuitos de diesel/combustível. Ele combina um circuito estável de fornecimento de combustível, medição de fluxo em dupla faixa, carregamento controlado de contrapressão, comutação sequencial de saídas e automação baseada em SCADA/HMI para fornecer dados de distribuição confiáveis e repetíveis — com uma filosofia construtiva adequada para manuseio de combustível e ambientes classificados como área perigosa.

O que o sistema foi projetado para alcançar
1) Mapeamento de distribuição por porta (propósito principal)
A bancada mede o fluxo em cada saída, uma porta por vez, utilizando uma estratégia de comutação automatizada:
• A porta selecionada é direcionada ao Cabeçalho de Teste para medição.
• Todas as portas não selecionadas são direcionadas ao Cabeçalho de Retorno e recirculadas ao tanque.
• O sistema repete essa sequência para todas as 16 portas, automaticamente ou manualmente.

Essa abordagem produz um “mapa de portas” claro e comparável, apresentando:
• Fluxo por porta em determinado RPM, pressão e temperatura
• Fluxo médio entre as portas
• Desvio de cada porta em relação à média
• Repetibilidade entre ciclos e entre diferentes unidades de divisor de fluxo

2) Cobertura dos regimes reais de operação
A bancada foi projetada para avaliar o desempenho nos regimes onde os divisores de fluxo geralmente revelam seu comportamento real:
• Medição em baixo fluxo: onde vazamentos, atrito e folgas internas influenciam fortemente a distribuição.
• Distribuição em fluxo nominal: onde carregamento hidráulico, contrapressão e estabilidade predominam.
• Comportamento de partida / desbloqueio (quando aplicável): capturando resposta transitória e condições necessárias para iniciar operação estável.

3) Repetibilidade independente da técnica do operador
Testes manuais frequentemente sofrem com diferenças de tempo, manuseio inconsistente de válvulas e tempo de estabilização instável. Esta bancada oferece:
• sequenciamento automático de portas
• intervalos definidos de permanência/estabilização
• tempo de medição consistente
• registro e relatórios estruturados de dados

4) Saída rastreável em padrão de qualificação
O sistema de controle foi desenvolvido para fornecer saídas práticas:
• registros com carimbo de data e hora
• tabelas por porta
• vereditos de aceitação com base em critérios definidos (limites de desvio, limites de estabilidade, faixa de pressão, etc.)
• histórico de alarmes/paradas e ações do operador

Arquitetura do sistema (como funciona)
A) Circuito de fornecimento e condicionamento de combustível (serviço diesel)
No núcleo está um circuito fechado de diesel projetado para condições estáveis de teste:
• Tanque reservatório de diesel em aço inoxidável, dimensionado para fornecer massa térmica e condições estáveis de sucção.
• Geometria inferior favorável à drenagem para facilitar limpeza e manutenção.
• Proteção de sucção para evitar danos à bomba por contaminantes grosseiros.
• Filtragem em múltiplos estágios para proteger o DUT, válvulas de comutação e medidores, garantindo medições estáveis.
• Condicionamento de temperatura por meio de chiller/trocador de calor, permitindo testar o mesmo divisor em temperaturas repetíveis.
• Monitoramento e proteção de nível para evitar funcionamento a seco, aeração e operação insegura.
Benefício prático: previne “falhas falsas” causadas por temperatura instável do fluido, presença de ar ou contaminação.

B) Bombeamento e estabilidade de fluxo
Um conjunto de bombeamento de deslocamento positivo de alta capacidade fornece o fluxo total necessário para um DUT de 16 saídas. O acionamento é controlado por VFD, permitindo rampas suaves de velocidade e estabilização. Condições de entrada estáveis são essenciais — qualquer pulsação ou falta de alimentação pode aparecer como erro de distribuição.

C) Lógica de comutação de 16 portas e cabeçalhos
Cada porta de saída é conectada por meio de um elemento dedicado de comutação, permitindo:
• Porta N → Cabeçalho de Teste → Medição de fluxo → Retorno
• Todas as demais portas → Cabeçalho de Retorno → Tanque

Esse projeto torna o teste rápido, repetível e seguro em comparação com trocas manuais de mangueiras, mantendo recirculação contínua.

D) Módulo de contrapressão
Uma válvula de contrapressão controlada fornece carga ajustável, permitindo testar o divisor sob pressões realistas do sistema.

E) Instrumentação e metrologia
• Medição de fluxo em dupla faixa (alta e baixa) para manter precisão em todo o intervalo.
• Transmissores de pressão e temperatura para monitoramento estável e registro SCADA.
• Manômetros locais para verificações rápidas durante configuração e diagnóstico.

F) Controle, automação e interface do operador
• Modo automático: sequenciamento, estabilização, registro e aprovação/reprovação.
• Modo manual: controle direto para testes de engenharia e diagnóstico.
• Interface HMI: setpoints (RPM, pressão), status de portas, leituras ao vivo, alarmes.
• Registro SCADA estruturado para rastreabilidade.

G) Segurança e prontidão para manuseio de combustível
• parada de emergência e desligamento controlado
• proteções contra sobrecarga/sobrepressão
• intertravamentos e lógica de alarmes
• seleção adequada de componentes para combustível e áreas classificadas
• boas práticas industriais: aterramento/bonding, roteamento protegido e invólucros robustos

Fluxos típicos de teste
Fluxo 1: Teste de distribuição em baixo fluxo
1. Estabilizar nível e temperatura do tanque.
2. Definir RPM baixo e contrapressão alvo.
3. Executar sequenciamento automático com tempo definido por porta.
4. Registrar fluxos por porta e calcular desvios.
Detecta: desequilíbrio por vazamento, atrito interno, sensibilidade à viscosidade.

Fluxo 2: Teste de distribuição em fluxo nominal
1. Aumentar para RPM nominal.
2. Executar mapa completo em baixa pressão.
3. Aumentar contrapressão e repetir.
4. Comparar assinaturas de desvio.

Fluxo 3: Comportamento de partida
1. Iniciar de condição controlada.
2. Observar resposta transitória.
3. Identificar sinais anormais de atrito ou desgaste.

Especificações Técnicas (Detalhadas)
1) Geral e Mecânico


Parâmetro
Especificação


Tipo de sistema
Banco de teste de divisor de fluxo multiporta (circuito diesel/combustível)


Capacidade do DUT
16 portas de saída


Método de medição
Roteamento sequencial de portas ao Cabeçalho de Teste; portas não selecionadas ao Cabeçalho de Retorno


Modos de operação
Sequenciamento automático + teste manual


Dimensões aproximadas
~2600 mm (C) × ~1200 mm (L)


Altura aproximada
~1800 mm


Montagem / estrutura
Estrutura industrial montada sobre skid com acesso de serviço a válvulas, filtros e medidores


Mangueiras (típico)
~20 mangueiras (teste + retorno + conexões auxiliares)



2) Fluido de Teste, Reservatório e Condicionamento


Parâmetro
Especificação


Fluido de trabalho
Diesel / combustível


Construção do reservatório
Tanque em aço inoxidável, geometria favorável à drenagem


Classe de capacidade do tanque
Classe 800 L (típico) / Classe 500 L (configuração alternativa)


Condicionamento de temperatura
Chiller / trocador de calor para controle de temperatura do fluido


Medição de temperatura
Transmissor para registro + indicador local (manômetro)


Monitoramento de nível
Visor de nível + chave de nível (com lógica de alarme/parada)


Drenagem / manutenção
Pontos de drenagem e acesso para limpeza e troca de filtros



3) Sistema de Bombeamento e Acionamento

  

    
Parâmetro
    
Especificação
  
  

    
Tipo de bomba
    
Bomba de deslocamento positivo (classe tipo engrenagem)
  
  

    
Capacidade nominal de vazão do sistema
    
Classe ~250 L/min
  
  

    
Tipo de motor
    
Motor industrial à prova de explosão / adequado para manuseio de combustível
  
  

    
Classe de potência do motor
    
~11 kW (classe típica de construção)
  
  

    
Controle de velocidade
    
VFD com rampa suave e manutenção estável de RPM
  
  

    
Finalidade do VFD
    
Controle repetível de setpoint de RPM, partida/parada controlada, redução de choque hidráulico
  


4) Medição de Vazão (Dupla Faixa)

  

    
Parâmetro
    
Especificação
  
  

    
Finalidade do medidor de alta faixa
    
Operação em vazão total / vazão nominal
  
  

    
Capacidade de vazão (alta faixa)
    
Classe ~1 a 250 L/min
  
  

    
Finalidade do medidor de baixa faixa
    
Medição em baixo fluxo e verificação de distribuição em alta resolução
  
  

    
Capacidade de vazão (baixa faixa)
    
Classe ~0,03 a 40 L/min
  
  

    
Princípio de medição
    
Medição por deslocamento positivo / tipo engrenagem adequada para combustíveis hidrocarbonetos
  
  

    
Interface de instrumentação
    
Interface industrial analógica/pulso com condicionamento seguro de sinal
  
  

    
Capacidade de vazão por porta
    
Até ~14 L/min (3,5 GPM) por porta
  


5) Controle de Pressão, Carga e Proteção

  

    
Parâmetro
    
Especificação
  
  

    
Controle de contrapressão
    
Válvula de controle de contrapressão ajustável
  
  

    
Capacidade típica de pressão de teste
    
Até classe ~300 psi
  
  

    
Medição de pressão
    
Transmissores para registro + manômetros locais
  
  

    
Proteção do circuito
    
Válvulas de alívio, trips e lógica de desligamento seguro
  


6) Filtragem e Controle de Limpeza

  

    
Parâmetro
    
Especificação
  
  

    
Proteção de sucção
    
Filtro de sucção de alta vazão
  
  

    
Filtragem fina
    
Filtragem em múltiplos estágios (típico 10 µm + 6 µm)
  
  

    
Manutenibilidade do filtro
    
Carcaças acessíveis com indicação de entupimento
  
  

    
Benefício
    
Protege o DUT e os equipamentos de medição; melhora a repetibilidade
  


7) Comutação de Portas e Cabeçalhos

  

    
Parâmetro
    
Especificação
  
  

    
Número de pontos de comutação
    
16 (um por porta)
  
  

    
Lógica de comutação
    
Uma porta para o Cabeçalho de Teste; demais portas para o Cabeçalho de Retorno
  
  

    
Tipo de válvula
    
Válvulas solenóides / atuadas para serviço com combustível
  
  

    
Arranjo de cabeçalhos
    
Cabeçalho de Teste dedicado e Cabeçalho de Retorno
  
  

    
Principal benefício
    
Teste rápido e repetível sem troca de mangueiras
  


8) Controles, HMI/SCADA e Relatórios

  

    
Parâmetro
    
Especificação
  
  

    
Plataforma de automação
    
Controle e monitoramento baseados em HMI + SCADA
  
  

    
Funções automáticas
    
Sequenciamento de portas, temporização de estabilização/permanência, registro e geração de relatórios
  
  

    
Funções manuais
    
Seleção direta de porta, jog/override, modo de diagnóstico
  
  

    
Registro de dados
    
Dados com carimbo de data/hora de vazão/pressão/temperatura/RPM + resultados por porta
  
  

    
Formato de saída
    
Tabelas por porta, % de desvio, veredito de aceitação, histórico de alarmes/trips
  
  

    
Interface do operador
    
Mímico ao vivo com status de válvulas, trips e principais valores de processo
  


9) Segurança e Prontidão para Manuseio de Combustível

  

    
Parâmetro
    
Especificação
  
  

    
Sistemas de segurança
    
Botão de emergência, intertravamentos, trips, proteção contra sobrecarga e desligamento controlado
  
  

    
Filosofia elétrica
    
Seleção de componentes orientada para manuseio de combustível / áreas classificadas
  
  

    
Aterramento / equipotencialização
    
Provisionado para minimizar risco de eletricidade estática
  
  

    
Segurança de serviço
    
Pontos de drenagem, dispositivos de isolamento e layout favorável à manutenção
  


Principais vantagens
• Certeza porta a porta: você não infere a distribuição — você mede.
• Teste rápido: 16 portas podem ser mapeadas rapidamente com sequenciamento em vez de reconfiguração manual.
• Condições realistas de operação: contrapressão e controle de temperatura revelam o comportamento real.
• Ampla faixa de medição: medição em dupla faixa mantém a precisão em baixo e alto fluxo.
• Resultados rastreáveis: registro SCADA e relatórios estruturados suportam qualificação e auditorias.
• Redução do tempo de diagnóstico: assinaturas anormais tornam-se visíveis imediatamente no mapa de portas.

Opções comuns
• Teste baseado em receitas (perfis predefinidos de RPM/pressão/temperatura)
• Detecção automática de estabilidade (registrar somente após estabilização dentro da tolerância)
• Relatórios estatísticos (média, desvio padrão, índice de repetibilidade por porta)
• Rastreamento por número de série / código de barras
• Pontos adicionais de temperatura (tanque + entrada + saída)
• Variante de maior pressão ou módulo adicional de carga
• Monitoramento remoto e exportação automática de relatórios