Instrumentação industrial: as válvulas de controlo, um importante "instrumento" - 4.ª parte

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Instrumentação Industrial: As Vålvulas de Controlo, um Importante "Instrumento"

V1 + V2 _______ Δp

TambĂŠm os vapores alcançam uma velocidade de saturação quando a perda P1 de carga ∆p ≼ ___ . Nestas condiçþes para 2 P1 efeito do cĂĄlculo da vĂĄlvula ∆p = ___ eo 2 P valor de V2 deve corresponder a ___1 . 2 Assim: V1 + V2 _______ P2

No caso de vapor de ågua a equação para determinação de Kv Ê: Kv =

W x (1 + 0,0013 x C) 16 x Δp x (P1 + P2)

em que, W = caudal em peso (Kg/h) P1 = pressĂŁo anterior (bar) P2 = pressĂŁo posterior (bar) ∆p = P1 – P2 (bar) C = graus centĂ­grados de reaquecimento do vapor TambĂŠm o vapor de ĂĄgua quando ∆p ≼ P1 alcança a velocidade de 2 saturação e considerando que ∆p = P1 . 2

Kv (unidades mĂŠtricas)

13,85 x P1

Aplicando o coeďŹ ciente Cď™? para uma determinação mais precisa do caudal: 1. Condiçþes subcrĂ­ticas se ∆p < 0,5 x C2ď™? x P1 aplica-se as fĂłrmulas convencionais. 2. Condiçþes crĂ­ticas se ∆p ≼ 0,5 x C2ď™? x P1

Kv = Correção de viscosidade l = laminar t = turbulento

Cavitação

Fp =

Q Fp

Cones redutores (consultar a Tabela 2 (3.a Parte) ou aplicar

13,85 x P1 + Cď™?

Ď Î”p

Kv d2 2 . D2 0,04 d2 FR = 1,034 – 0,353 . (Kvl/KVt)0,615

Na Figura 6 (2.a Parte) determina-se a zona de trabalho. Se ĂŠ a zona de transição escolhe-se dos valores calculados o maior. Apresenta-se: ΔP > Kc (P1-Pv) Apresenta-se: ΔP > C2f (P1-Pv) Ď Î”Pvc

Q . FLp Cf

Kv = FLp –

Q Cf

Ď Î”Pvc

d2 1 Kv – 1– 2 . C21 D 0,056 . d2

ΔPvc = P1 – 0,96 – 0,28

se ΔP < se ΔP >

P1 2 P1 2

2

1 – 1,5 × 1 –

Kv =

W x (1 + 0,0013 x C)

Resumo do cĂĄlculo de coeďŹ cientes de vĂĄlvulas Na Tabela 4 ĂŠ de assinalar que os fabricantes de vĂĄlvulas dispĂľem de programas informĂĄticos que determinam os coeďŹ cientes Cv ou Kv com um boa aproximação das fĂłrmulas anteriores, para a seleção do tamanho da vĂĄlvula do fabricante. O utilizador deverĂĄ introduzir os dados do processo (tipo de uido, pressĂŁo, temperatura, caudal mĂĄximo, ∆p admissĂ­vel, diâmetro nominal da tubagem) e indicar, de entre os tipos de vĂĄlvulas possĂ­veis, qual o tipo de vĂĄlvula pretendido. O programa devolve o diâmetro nominal da vĂĄlvula e todas as caraterĂ­sticas da mesma (Cv ou Kv, caudal mĂĄximo, ganho instalado e ruĂ­do), alertando se houver cavitação, ashing ou ruĂ­do excessivo. O utilizador deverĂĄ tambĂŠm consultar diversos fornecedores, pedir-lhes para efetuar o dimensionamento das mesmas vĂĄlvulas e comparar os resultados. HĂĄ que ter em conta que alguns fornecedores de vĂĄlvulas, para serem os mais competitivos, apresentam vĂĄlvulas dimensionadas para uma abertura superior a 70%. É necessĂĄrio ter em conta se os dados do processo irĂŁo evoluir no tempo, em particular no que se refere aos caudais mĂĄximos, que ĂŠ normal aumentarem com sucessivas modiďŹ caçþes das instalaçþes.

Ď Î”p

Kv = Q

LĂ­quidos

P1 3 x P1 x 2 2

Neste caso, Kv =

em que: W = caudal em peso (Kg/h) V1 = volume especĂ­ďŹ co Ă pressĂŁo P1 (dm3/Kg) V2 = volume especĂ­ďŹ co Ă pressĂŁo P2 (dm3/Kg) ∆p = P1 – P2 (bar)

W Kv = _____ x 1004

16 x

Tabela 4. FĂłrmulas de coeďŹ cientes de vĂĄlvulas. W x (1 + 0,0013 x C)

Gases

W x Kv = 1420

ObtĂŠm-se, Kv = W x (1 + 0,0013 x C) =

Kc =

Qn 328

KV =

Qn 284

P1 Pvc

2 -½

2

Pv

G . Ts . Z* ΔP(P1+P2) G . Ts . Zº P1

Z* = fator de compressibilidade aplicåvel a pressþes > 7 bar (Figura 10 (3.a Parte)), caudal crítico apresenta-se: ΔP > 0,5 C2f P1 Fórmulas mais precisas

se ΔP <

Vapores

Miguel Malheiro SERTEQUI Tel.: 22 830 53 48 · Fax: 22 830 54 25 miguelmalheiro@sertequi.pt · www.sertequi.pt

VAPORES Os vapores sĂŁo uidos gasosos que se encontram no estado prĂłximo da condição de saturação. Como podem passar com facilidade ao estado lĂ­quido expressam-se em unidades de peso em lugar de volume. Os vapores comuns sĂŁo o vapor de ĂĄgua, amonĂ­aco, cloro, freon, entre outros. A equação para a determinação de Kv ĂŠ:

se ΔP >

P1

KV = Kv =

Qn G . Ts . Z* 284 .Cf .P1

w 1420

2 P1 2

V1 + V2 ΔP

V1 + V2** P1 P1 **deve corresponder a 2 Kv =

w 1004

caudal crítico apresenta-se a ΔP > 0,5 C21 P1 Fórmulas mais precisas

se ΔP < Vapor de ågua

UREĂ‹WLFD

6(&ϐ2 ,167580(17$ϐ2

4.ÂŞ Parte

se ΔP ≼

P1 2 P1 2

Kv =

w 1004 . Cf

Kv =

V1 + V2** P1

w (1 + 0,0013 C) 106

ΔP (P1 + P2)

w (1 + 0,0013 C) Kv = 13,85 P1 caudal crítico apresenta-se a ΔP ≼ 0,5 Cf2 P2

FĂłrmulas mais precisas

Kv =

w (1 + 0,0013 C) 13,85 P1Cf

CĂłdigo de sĂ­mbolos Q = caudal, m3/h Ď = densidade, Kg/dm3 ou g/cm3 ΔP = PressĂŁo diferencial, bar = 1,02 kg/cm2 Cs = viscosidade Ă temperatura de funcionamento, centistokes SSU = viscosidade Ă temperatura de funcionamento, Saybolt P1 = pressĂŁo absoluta anterior, bar Pv = pressĂŁo de vapor do lĂ­quido na entrada, bar (1 bar = 1,02 kg/cm2) Pvc = pressĂŁo na secção contraĂ­da, bar (1 bar = 1,02 kg/cm2) Kc = Ă­ndice de cavitação P2 = pressĂŁo absoluta posterior, bar Qn = caudal referido a 1 atmosfera e 15Âş C, m3/h G = peso especĂ­ďŹ co relativo (relativamente ao ar G = 1) Ts = temperatura em graus Kelvin (+273Âş C) w = caudal em peso, Kg/h V1 = volume especĂ­ďŹ co Ă pressĂŁo P1, dm3/Kg V2 = volume especĂ­ďŹ co Ă pressĂŁo P2, dm3/Kg C = graus centĂ­grados de reaquecimento do vapor Fs = coeďŹ ciente de uxo laminar

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