Cálculo e Seleção de Válvula de Balanceamento
EXEMPLO
Metodologia de cálculo da válvula de balanceamento
Em sistemas de engenharia, válvulas de balanceamento manuais são usadas para resolver várias tarefas, como limitar o consumo, balancear circuitos de circulação ou simplesmente estrangular a pressão. Independentemente da tarefa, o cálculo da válvula de balanceamento consiste em determinar sua capacidade de fluxo, na qual uma determinada queda de pressão será estrangulada a um fluxo especificado. Além de atender à capacidade de fluxo, a válvula de balanceamento selecionada deve ser verificada quanto à possibilidade de cavitação e geração de ruído devido às altas velocidades do fluxo de água através dela.
Cálculo da capacidade de fluxo da válvula de balanceamento
A dependência da queda de pressão sobre o fluxo através da válvula de balanceamento é chamada de capacidade de fluxo - Kvs.
Kvs - a capacidade de fluxo numericamente igual ao fluxo em m³/h, através de uma válvula de balanceamento totalmente aberta, na qual a queda de pressão sobre ela é igual a 1 bar.
Kv - o mesmo, com a válvula parcialmente aberta.
Sabendo que, ao alterar o fluxo em N vezes, as quedas de pressão na válvula mudam em N vezes ao quadrado, é fácil determinar o Kv necessário da válvula de balanceamento, substituindo o fluxo calculado e a queda de pressão no cálculo.
Alguns fabricantes recomendam escolher uma válvula de balanceamento com o valor de Kvs mais próximo ao valor de Kv obtido. Essa abordagem permite uma regulação mais precisa do fluxo abaixo do valor definido, mas não permite aumentar o fluxo de água além do valor definido, o que muitas vezes é necessário. Não criticamos o método acima, mas recomendamos selecionar uma válvula de balanceamento de forma que o valor necessário da capacidade de fluxo esteja na faixa de 50 a 70% do curso do obturador. Uma válvula de balanceamento calculada dessa forma será capaz de reduzir o fluxo em relação ao valor definido e também aumentá-lo ligeiramente com precisão suficiente.
O algoritmo de cálculo acima gera uma lista de válvulas de balanceamento para as quais o valor necessário de Kv se enquadra na faixa de curso do obturador de 50 a 70%.
Nos resultados de cálculo, é indicado o percentual de abertura da válvula de balanceamento, no qual a pressão excedente é estrangulada no fluxo especificado. Os valores indicados são válidos apenas para válvulas com característica de fluxo linear. O grau de abertura de válvulas com outra característica será diferente.
Cálculo da válvula de balanceamento para a possibilidade de cavitação
A cavitação é a formação de bolhas de vapor no fluxo de água, que ocorre quando a pressão no fluxo cai abaixo da pressão de saturação do vapor d'água. A equação de Bernoulli descreve o efeito de aumento da velocidade do fluxo e redução da pressão no fluxo que ocorre quando a seção de passagem é estreitada. A seção de passagem entre o obturador e o assento da válvula de balanceamento é esse estreitamento, onde a pressão pode cair para a pressão de saturação, e é o local mais provável para ocorrer cavitação. As bolhas de vapor são instáveis, aparecem subitamente e também desaparecem abruptamente, o que leva à erosão de partículas metálicas da válvula, o que inevitavelmente causará desgaste prematuro. Além do desgaste, a cavitação leva ao aumento do ruído durante a operação da válvula.
Principais fatores que influenciam a cavitação:
- Temperatura da água - quanto mais alta, maior a probabilidade de ocorrer cavitação.
- Pressão da água - antes da válvula de balanceamento, quanto mais alta, menor a probabilidade de ocorrer cavitação.
- Pressão estrangulada - quanto maior, maior a probabilidade de cavitação.
- Característica de cavitação da válvula de balanceamento - determinada pelas características do elemento de estrangulamento da válvula. O coeficiente de cavitação é diferente para diferentes tipos de válvulas de balanceamento e deve ser indicado nas suas especificações técnicas, mas como a maioria dos fabricantes não informa esse valor, o algoritmo de cálculo inclui uma faixa dos coeficientes de cavitação mais prováveis.
Como resultado da verificação de cavitação, os seguintes resultados podem ser obtidos:
- “Não” - a cavitação certamente não ocorrerá.
- “Possível” - a cavitação pode ocorrer em algumas válvulas de design específico, recomenda-se alterar um dos fatores influentes mencionados acima.
- “Sim” - a cavitação certamente ocorrerá, altere um dos fatores que influenciam a cavitação.
Cálculo da válvula de balanceamento para a geração de ruído
A alta velocidade do fluxo no bocal de entrada da válvula de balanceamento pode causar altos níveis de ruído. Para a maioria dos ambientes onde as válvulas de balanceamento são instaladas, o nível de ruído permitido é de 35-40 dB(A), o que corresponde a uma velocidade de aproximadamente 3 m/s no bocal de entrada da válvula. Portanto, ao selecionar uma válvula de balanceamento, recomenda-se não exceder essa velocidade mencionada.
pergunta : comentário : opinião
Cálculos online de equipamentos
