Cálculo do Regulador de Pressão de Suporte
EXEMPLO
Metodologia para o Cálculo do Regulador de Pressão de Suporte
O cálculo do regulador de pressão de suporte envolve determinar a capacidade de fluxo necessária do regulador, a faixa de ajuste adequada e verificar a possibilidade de ruído e cavitação.
Cálculo da Capacidade de Fluxo
A dependência da perda de pressão no fluxo de água através do regulador é chamada de capacidade de fluxo - Kvs.
Kvs - A capacidade de fluxo é numericamente igual à taxa de fluxo de água em m³/h através de um regulador de pressão de suporte totalmente aberto, onde a perda de pressão é de 1 bar.
Kv - O mesmo valor, mas para abertura parcial do regulador.
Sabe-se que quando o fluxo muda 'n' vezes, a perda de pressão no regulador muda 'n²'. É fácil determinar o valor necessário de Kv do regulador substituindo a taxa de fluxo calculada e o excesso de pressão na equação de cálculo.
Alguns fabricantes recomendam selecionar um regulador de pressão com o valor de Kvs mais próximo ao valor de Kv obtido. Este método de seleção permite uma regulação mais precisa do fluxo abaixo do valor calculado, mas não permite aumentar o fluxo. Recomendamos selecionar um regulador de pressão de suporte de modo que o valor de capacidade de fluxo necessária esteja na faixa de 50 a 70% do curso da válvula. Um regulador calculado dessa forma pode reduzir o fluxo com precisão suficiente e também aumentá-lo levemente.
O algoritmo de cálculo gera uma lista de reguladores de pressão de suporte nos quais o valor requerido de Kv está entre 50 e 70% do curso da válvula.
O resultado da seleção mostra a porcentagem de abertura da válvula do regulador de pressão, onde a pressão excedente é controlada à taxa de fluxo especificada.
Seleção do Regulador de Pressão de Suporte
A faixa de ajuste do regulador de pressão depende da força de compressão da mola. Alguns reguladores têm apenas uma mola e uma única faixa de ajuste, enquanto outros podem ter várias faixas dependendo da rigidez das molas. A pressão que o regulador deve manter deve estar aproximadamente no terço médio da faixa de ajuste. O algoritmo fornece uma lista de reguladores em que a pressão definida está na faixa de 20 a 80% do intervalo de pressões suportadas.
Ao escolher a faixa de ajuste, é necessário levar em conta que o erro de calibração permitido da mola nas bordas da faixa de ajuste é de 10%.
Prevenção de Cavitação no Regulador de Pressão de Suporte
A cavitação é a formação de bolhas de vapor no fluxo de água, que ocorre quando a pressão cai abaixo da pressão de saturação. Esse efeito de aumento da velocidade do fluxo e diminuição da pressão na seção de passagem reduzida é descrito pela equação de Bernoulli. A seção de passagem do regulador é o ponto em que a pressão pode cair ao nível de saturação, tornando-se o local mais provável para a cavitação ocorrer. As bolhas de vapor são instáveis; aparecem repentinamente e desaparecem rapidamente, causando erosão nas partes metálicas do regulador e aumentando o nível de ruído durante sua operação.
- Temperatura da água: quanto maior, maior a probabilidade de cavitação.
- Pressão da água: quanto maior antes do regulador, menor a probabilidade de cavitação.
- Pressão de estrangulamento: quanto maior, maior a probabilidade de cavitação.
- Características de cavitação do regulador: o coeficiente de cavitação varia de acordo com os modelos e deve ser indicado nas especificações técnicas, mas muitas vezes não é incluído.
Os resultados do teste de cavitação podem ser:
- 'Não' - Cavitação não ocorrerá.
- 'Possível' - A cavitação pode ocorrer em alguns modelos, recomenda-se alterar os fatores influentes.
- 'Sim' - A cavitação ocorrerá, é necessário modificar os fatores que influenciam sua ocorrência.
Cálculo do Ruído Gerado pelo Regulador de Pressão de Suporte
A alta velocidade do fluxo na flange de entrada do regulador pode causar altos níveis de ruído. O nível de ruído aceitável na maioria das instalações é de 35-40 dB(A), o que corresponde a uma velocidade de fluxo de aproximadamente 3 m/s na entrada da válvula. Recomenda-se não exceder essa velocidade ao escolher o regulador de pressão.
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