Dimensionamento da válvula de controle

Visão geral do dimensionamento da válvula de controle

As atividades de padronização para o dimensionamento de válvulas de controle já existem desde o início dos anos 1960, quando uma associação comercial, o Fluids Control Institute, publicou equações de dimensionamento para uso com fluidos compressíveis e incompressíveis. A gama de condições de serviço que podiam ser acomodadas com precisão por essas equações era bastante limitada e o padrão não alcançou um alto grau de aceitação. Em 1967, o ISA estabeleceu um comitê para desenvolver e publicar equações padrão. Os esforços desse comitê culminaram em um procedimento de dimensionamento de válvulas que alcançou o status de American National Standard. Mais tarde, um comitê da Comissão eletrotécnica internacional (IEC) usou o trabalho do ISA como base para formular padrões internacionais para o dimensionamento de válvulas de controle. Os padrões de dimensionamento de válvulas ANSI/ISA-75.01.01 e IEC 60534-2-1 foram harmonizados, de forma que qualquer um desses padrões pode ser utilizado.

Elementos de dimensionamento principais

É importante fornecer as seguintes informações para dimensionar uma válvula de controle corretamente:

Detalhes físicos (tamanho do tubo, classe de pressão, tipo de conjunto interno)
Condições do processo (pressão a montante, pressão a jusante, temperatura, limite de ruído)
Propriedades do fluido (taxa de vazão, densidade)

Como dimensionar uma válvula de controle para vazão líquida

Step 1: Specify the variables required to size the valve

ETAPA 1

Etapa 1: especifique as variáveis necessárias para dimensionar a válvula

Design desejado,
Fluido do processo (água, óleo, etc.) e
Condições de serviço adequadas
q ou w, P₁, P₂ ou ΔP, T₁, ρ₁/ρ_o, P_v, P_c, e n

A capacidade de reconhecer os termos apropriados para um procedimento de dimensionamento específico só pode ser adquirida por meio da experiência com diferentes problemas de dimensionamento de válvulas.

Step 2. Determine the equation constraints, N1 and N2.

ETAPA 2

Etapa 2. Determine as constantes da equação, N₁ e N₂

N₁ e N₂ são constantes numéricas contidas nas equações de vazão para oferecer um meio para a utilização de diferentes sistemas de unidades.

Step 3. Determine the piping geometry factor (FP) and the liquid pressure recovery factor (FLP)

ETAPA 3

Etapa 3. Determine o fator de geometria da tubulação (F_P) e o fator de recuperação de pressão do líquido (F_LP)

Para esses cálculos, utiliza-se um valor estimado de Cᵥ, o valor correspondente de F e o correspondente F_L. F_P é um fator de correção que considera as perdas de pressão causadas por conectores de tubulação, como redutores, cotovelos ou tubos T, que possam estar diretamente ligados às conexões de entrada e saída da válvula de controle a ser dimensionada. Se estiverem conectados à válvula, esses conectores deverão ser levados em consideração. O procedimento de dimensionamento padrão oferece um método para calcular o fator F_P para redutores e expansores concêntricos. Entretanto, se nenhum conector estiver conectado à válvula, utiliza-se o fator F para redutores e expansores concêntricos. Entretanto, se nenhum conector estiver conectado à válvula, o F_P tem um valor de 1,0 e simplesmente sai da equação de dimensionamento. Além disso, F_LP = F_L.

Step 4. Determine the pressure drop to use for sizing (DPsizing)

ETAPA 4

Etapa 4. Determine a queda de pressão a ser usada para o dimensionamento (ΔP_{dimensionamento})

Quando a diferença entre a pressão montante e a jusante é elevada o suficiente, o líquido pode começar a vaporizar, podendo estrangular a vazão. Se a queda de pressão real na válvula, ΔP, for superior à queda de pressão que estrangula a vazão, a queda de pressão da vazão estrangulada, ΔP_estrangulada, deve ser usada no lugar da queda de pressão real.