Neste artigo vamos analisar o fluxo de vapor saturado através de uma válvula de controle em sistemas de vapor, como parte do tópico central do dimensionamento de válvulas de controle para sistemas de vapor.
Um fabricante de trocadores de calor projetará um equipamento para fornecer uma certa saída de calor. Para alcançar esta saída de calor, será necessária uma certa temperatura do vapor saturado na superfície de transferência de calor, tal como o interior da bobina de um permutador de calor de concha e tubo.
Com vapor saturado, a temperatura e a pressão estão estritamente relacionadas, de modo que o controle da pressão do vapor regula facilmente a temperatura. Considere uma aplicação onde vapor a 10 bar r é fornecido a uma válvula de controle em sistemas de vapor, e um certo fluxo de vapor em massa passa através da válvula para um trocador de calor. A válvula é mantida totalmente aberta, como mostrado na figura abaixo:
- Se for instalada uma válvula DN50 e a válvula estiver totalmente aberta, a queda de pressão através da válvula é relativamente pequena e o vapor fornecido ao permutador de calor está a uma pressão e temperatura relativamente altas. Devido a isso, a bobina necessária para alcançar a carga de projeto será relativamente pequena.
- Considere agora uma válvula DN40 totalmente aberta na linha de alimentação de vapor através da qual passa o mesmo caudal que na válvula DN50. Como o orifício da válvula é menor, a queda de pressão através da válvula deve ser maior, resultando numa pressão e temperatura mais baixas no permutador de calor. Devido a isso, a área de transferência de calor necessária para atingir a mesma carga térmica deve ser aumentada. Em outras palavras, será necessária uma bobina maior ou um trocador de calor.
- Se reduzirmos ainda mais o tamanho da válvula, será necessária uma maior queda de pressão através da válvula de controle para a mesma vazão de massa e precisaremos aumentar a área da superfície de transferência de calor para manter a mesma saída de calor.
Qualquer que seja o tamanho da válvula de controle em sistemas de vapor, se a demanda no processo for reduzida, a válvula deve modular a partir da posição totalmente aberta para a posição fechada. Contudo, a primeira parte do curso tem apenas um pequeno efeito na regulação; uma alteração percentual no curso da válvula produz uma alteração percentual menor na vazão.
Geralmente, uma alteração de 10% no curso produziria apenas uma alteração de 5% na vazão. Ao aumentar o curso, à medida que o obturador da válvula se aproxima da sede, este efeito é invertido de modo que uma alteração de 5% no curso poderia produzir uma alteração de 10% no fluxo e uma melhor regulação é conseguida.
A parte inicial do curso da válvula de controle em sistemas de vapor, na qual este efeito de controle reduzido é observado, é maior do que a válvulas de controle seletas para sistemas de vapor O efeito desaparece quando a válvula de controle escolhida é pequena o suficiente para exigir uma queda de pressão crítica em sistemas de vapor a plena carga. Quando a válvula de controle escolhida é pequena o suficiente para exigir uma queda de pressão crítica em sistemas de vapor a plena carga, o efeito desaparece.
Além disso, se você selecionar válvulas de controlo No caso de válvulas grandes, o tamanho do orifício maior significa que uma alteração no caudal é alcançada com uma alteração percentual do curso menor do que seria necessário com uma válvula de controlo mais pequena. Isto pode frequentemente tornar o controlo instável, aumentando a possibilidade de flutuação constante ("caça"), especialmente com cargas baixas.
Você quer saber mais sobre o dimensionamento de válvulas de controle para sistemas de vapor? Convidamo-lo a conhecer como o vapor se comporta em uma aplicação de transferência de calor e tudo relacionado com o permutadores de calor de vapor ao subscrever o Boletim Informativo Steam for IndustryUm recurso que o ajudará a receber mais conteúdo sobre as novas tendências em vapor industrial.
Como o vapor se comporta em uma aplicação de transferência de calor
