Características de Vazão de Válvulas de Controle: Inerente e Instalada, Manuais, Projetos, Pesquisas de Automação

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Elementos Finais de

Controle

Válvulas de Controle

Característica de Vazão O deslocamento do obturador de uma válvula em relação à sede, produz uma área de passagem que possui uma relação característica entre a fração do curso da haste e a correspondente vazão que escoa através do orifício de passagem. A essa relação denominou-se “ característica de vazão da válvula ”. Essa característica, teórica, é obtida sob condição de pressão diferencial constante, o que na prática não ocorre e faz com que a vazão real seja diferente pois ela depende do valor da pressão diferencial. Para diferenciar o resultado teórico do prático classificou-se em duas características de vazão que são: Característica inerente ou intrínseca e Característica de vazão efetiva ou instalada.

Característica de vazão efetiva ou instalada É definida como sendo a característica real de vazão que a válvula oferece quando instalado no processo e portanto sujeita às condições reais de operação onde a pressão diferencial não é mantida constante.

Curvas características de vazão inerente. ➢ Abertura rápida Trata-se de uma característica que produz uma máxima variação da vazão através da válvula com o mínimo curso. Este tipo de válvula possibilita a passagem de quase que a totalidade da vazão nominal com apenas uma abertura de 25 % do curso total. Uma válvula tipo abertura rápida produz um ganho muito alto com pequenas aberturas e um ganho muito baixo em abertura acima de 80 %, deste modo ela é recomendada apenas em aplicações que admite controle “on-off”.

Curvas características de vazão inerente. ➢ Linear É a característica pela qual iguais incrementos de curso determinam iguais variações de vazão. Assim, a vazão varia do valor mínimo ao máximo de forma proporcional à posição da haste da válvula e portanto sua forma gráfica é de uma reta de declive unitário e constante em qualquer ponto do seu curso, produzindo um ganho constante. Sob o ponto de vista teórico, é a melhor curva para controle modulado, porém na prática é muito provável que seu comportamento linear não seja mantido e por isso seu uso é restrito.

Curvas características de vazão inerente. ➢ Linear

Curvas características de vazão inerente. ➢ Igual porcentagem 𝑄 = 𝑄 0. 𝑒 𝐾𝑥 Onde: 𝑄 0 = vazão inicial 𝐾 = log 𝑅 𝑥 𝑚𝑎𝑥 𝑥 = curso 𝑅 = 𝑅𝑎𝑛𝑔𝑒𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 = 𝑄 𝑚𝑎𝑥 𝑄 𝑚𝑖𝑛

Curvas características de vazão inerente. ➢ Igual porcentagem Esta característica de vazão pode ser analisada através da figura abaixo, onde fica constatado que a mesma não começa no ponto de vazão igual a zero. Esta curva se caracteriza por apresentar baixo ganho de vazão no início da abertura e um aumento progressivo do mesmo na medida que a abertura aumenta.

Curvas características de vazão inerente. ➢ Parabólica modificada Trata-se de uma característica de vazão intermediária entre a linear e a igual porcentagem, conforme podemos constatar pelo gráfico da figura abaixo.

Curvas características de vazão inerente. ➢ Parabólica modificada Não possui uma definição exata, como as características anteriores, pelo fato de ser uma característica modificada. Apresenta um ganho crescente ao longo de toda abertura, porém com uma variação menor do que da curva igual porcentagem.

Curvas características de vazão instalada. No gráfico a seguir, podemos verificar a distribuição das perdas de pressão do sistema e a correspondente pressão diferencial destinada a ser absorvida pela válvula.

Curvas características de vazão instalada. Dependendo da relação, Pr, entre a queda da pressão através da válvula e a queda de pressão total do sistema, a característica de vazão instalada pode alterar-se consideravelmente e, o que é mais interessante, é que se a característica de vazão inerente for linear, esta tende a abertura rápida conforme a relação Pr, diminua, enquanto que as características inerentes igual porcentagem e parabólica modificada, tendem a linear conforme pode ser visto nos gráficos a seguir.

Curvas características de vazão instalada. Característica de vazão instalada, utilizando-se de uma característica de vazão inerente tipo igual porcentagem.

Curvas características de vazão instalada. Característica de vazão instalada, utilizando-se de uma característica de vazão inerente tipo parabólica.