Cálculo e seleção de reguladores de alívio de pressão
EXEMPLO
Metodologia de cálculo do regulador de alívio de pressão
O cálculo do regulador de alívio de pressão consiste em determinar a capacidade de fluxo do regulador, a faixa de ajuste necessária e verificar a possibilidade de ruído e cavitação.
Cálculo da capacidade de fluxo
A relação entre a perda de pressão e o fluxo de água através do regulador de alívio de pressão é chamada de capacidade de fluxo - Kvs.
Kvs - a capacidade de fluxo é numericamente igual ao fluxo de água em m³/h que passa através do regulador de alívio de pressão totalmente aberto quando a perda de pressão é de 1 bar.
Kv - o mesmo, com a abertura parcial do regulador.
Sabendo que, ao variar o fluxo em 'n', a perda de pressão no regulador aumenta em 'n²', não é difícil determinar o valor necessário de Kv do regulador de alívio de pressão, substituindo o fluxo calculado e a pressão de sobrepressão na equação.
Alguns fabricantes recomendam a seleção de um regulador de alívio de pressão cujo valor Kvs seja o mais próximo e maior do que o obtido. Esta abordagem de seleção permite uma melhor regulação dos fluxos de água abaixo do valor calculado, mas não permite aumentá-los. Recomendamos selecionar reguladores de alívio de pressão de modo que o valor de capacidade de fluxo requerido esteja entre 50 e 70 % do curso do pistão. Um regulador de alívio de pressão calculado dessa forma pode reduzir o fluxo com precisão suficiente em relação ao valor especificado e aumentá-lo ligeiramente.
O algoritmo acima gera uma lista de reguladores de alívio de pressão para os quais o valor Kvs requerido está no intervalo de 50-70 % do curso do pistão.
Como resultado da seleção, é exibido o grau de abertura em porcentagem do regulador, no nível em que ocorre a perda de pressão no fluxo especificado.
Seleção do regulador de alívio de pressão
A faixa de ajuste do regulador de alívio de pressão depende da rigidez da mola. Alguns reguladores são fornecidos com uma única mola por padrão e têm apenas uma faixa de ajuste, enquanto outros podem ser equipados com molas de rigidez variável e podem ter mais de uma faixa de ajuste. A pressão que o regulador de alívio de pressão deve manter deve estar aproximadamente no meio de um terço da faixa de ajuste. O algoritmo gera uma lista de reguladores para os quais a pressão especificada está entre 20 e 80 % das pressões mantidas.
Ao selecionar a faixa de ajuste, é importante observar que o erro de calibração da mola nos limites da faixa de ajuste é de 10 %.
Cálculo do regulador de alívio de pressão em relação à cavitação
Cavitação - a formação de bolhas de vapor no fluxo de água que ocorre quando a pressão cai abaixo da pressão de vapor saturado da água. O efeito de aumento da velocidade do fluxo e diminuição da pressão na seção de fluxo causado pelo estreitamento da abertura do fluxo é descrito pela equação de Bernoulli. A seção de fluxo do regulador de alívio de pressão é o estreitamento, onde a pressão pode cair até a pressão de saturação, e este é o local mais provável para a ocorrência de cavitação. As bolhas de vapor são instáveis, aparecem de repente e também colapsam repentinamente, causando erosão de partículas metálicas nos elementos do regulador, resultando em desgaste prematuro. Além do desgaste, a cavitação leva a um aumento do ruído durante a operação do regulador.
- Temperatura da água - quanto maior, maior o risco de cavitação.
- Pressão da água - antes do regulador, quanto maior, menor o risco de cavitação.
- Pressão do estreitamento - quanto maior, maior o risco de cavitação.
- A propriedade de cavitação do regulador depende das características do elemento regulador de fluxo do regulador. O coeficiente de cavitação varia de acordo com o tipo de regulador de alívio de pressão e deve ser determinado na especificação técnica, mas como a maioria dos fabricantes não fornece esse valor, o algoritmo de cálculo contém uma faixa dos coeficientes de cavitação mais prováveis.
Como resultado da verificação de cavitação, pode-se emitir o seguinte resultado:
- “Não” - não haverá cavitação.
- “Possível” - em alguns tipos de válvulas, pode ocorrer cavitação, recomenda-se alterar um dos fatores acima.
- “Sim” - a cavitação ocorrerá, altere um dos fatores que afetam a cavitação.
Cálculo do regulador de alívio de pressão em relação ao ruído
A alta velocidade de fluxo na porta de entrada do regulador de alívio de pressão pode levar a altos níveis de ruído. Para a maioria dos ambientes em que os reguladores de alívio de pressão são instalados, o nível de ruído aceitável é de 35-40 dB(A), o que corresponde a uma velocidade de cerca de 3 m/s na porta de entrada da válvula. Portanto, recomenda-se que ao selecionar o regulador de alívio de pressão, não ultrapasse essa velocidade.
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