• Saltar para o conteúdo principal
  • Saltar para a navegação de cabeçalho à direita
  • Saltar para após a navegação de cabeçalho
  • Saltar para o rodapé do site
  • Facebook
  • Twitter
  • Instagram
  • YouTube

 

Vapor para la Industria

Vapor para a Indústria

Gestão Eficiente de Sistemas a Vapor

  • SPIRAX SARCO PT
  • BLOG
  • CASOS DE SUCESSO
  • RECURSOS
  • TRATAMENTO
  • VIDEOS
  • PODCAST
  • CONTATO
  • es_ES
  • pt_PT
  • INDÚSTRIA
    • Alimentos & Bebidas
    • Indústria Química
    • Petróleo e Gás
    • Saúde e Biotecnologia
  • SOLUÇÕES
    • Poupança de Água
    • Economia de combustível
    • Economia de tempo
Presion critica en sistemas de vapor

Dimensionamento da válvula de controle: Quando ocorre a pressão crítica nos sistemas de vapor?

Você está aqui: Início / Dimensionamento de Válvulas de Controle / Dimensionamento da válvula de controle: Quando ocorre a pressão crítica nos sistemas de vapor?
Março 27, 2019 por Suporte

O caudal mássico de vapor A passagem pela válvula aumentará em linha com a pressão diferencial até que uma condição conhecida como pressão crítica seja atingida nos sistemas de vapor. O princípio pode ser explicado observando como os bicos funcionam e como eles se comparam com as válvulas de controle.

Considere um orifício quase perfeito, tal como o bico de conversão-divergente mostrado na figura abaixo:

Presion critica en sistemas de vapor (4)

A sua forma, se correctamente concebida para corresponder às condições de pressão a montante e a jusante e ao estado do vapor fornecido, permitir-lhe-á funcionar com um elevado rendimento.

Este bico pode ser considerado como um tipo de motor térmico, que transforma a energia térmica em energia mecânica (cinética). É projetado para descarregar o peso de vapor necessário com uma determinada queda de pressão e com perdas mínimas de turbulência e fricção.

Na secção convergente, a velocidade do vapor aumenta à medida que a pressão diminui, embora o volume específico do vapor também aumente com pressões decrescentes. No início, a velocidade aumenta mais rapidamente do que o volume específico, e a área de fluxo necessária através desta parte do bico torna-se menor.

 

A um certo ponto, o volume específico começa a aumentar mais rapidamente do que a velocidade e a área de fluxo deve ser maior. Nesta altura, a velocidade do vapor será sónica e a área de fluxo será mínima. A pressão de vapor nesta área de fluxo mínimo ou "garganta" é descrita como a pressão crítica e a relação desta pressão com a pressão inicial (absoluta) é próxima de 0,58 à medida que passa através da "garganta". vapor saturado através de uma válvula de controle.

A pressão crítica nos sistemas de vapor varia ligeiramente de acordo com as propriedades do fluido, especificamente em relação aos rácios dos aquecedores específicos cp /cv do vapor (ou outro fluido gasoso), que é chamado de índice adiabático ou expoente isentrópico do fluido, símbolos 'n', 'k' ou 'g'. Com vapor superaquecido a proporção é de cerca de 0,55 e para o ar de cerca de 0,53.

Presion critica en sistemas de vapor (5)

Para vapor saturado seco, usando a equação acima:

Presion critica en sistemas de vapor

Evidentemente, o fluxo de massa através da garganta de um determinado tamanho está no seu máximo a esta queda de pressão crítica nos sistemas de vapor. Para alcançar uma taxa de fluxo mais alta, também:

  1. A velocidade teria de ser mais alta.que só poderia ser alcançado com uma maior queda de pressão - mas isso também aumentaria o volume específico em uma quantidade ainda maior, ou:
  2. O volume específico teria de ser menor.Este só poderia ser o caso com uma menor queda de pressão, mas isso reduziria a velocidade em uma quantidade ainda maior.

Portanto, uma vez alcançada a queda de pressão crítica nos sistemas de vapor na garganta do bico ou na "vena contracta" quando um orifício é utilizado, a redução adicional da pressão a jusante não aumentará o caudal de massa através do dispositivo.

Se a queda de pressão em todo o bico for maior que a queda de pressão crítica, haverá sempre uma pressão crítica na garganta nos sistemas de vapor. O vapor se expandirá após passar pela garganta de tal forma que, se a área de saída tivesse válvulas de controle corretamente dimensionadas, a pressão requerida a jusante seria atingida na saída do bico, e pouca turbulência ocorreria quando o vapor saísse do bico em alta velocidade.

Se a saída do bico for muito grande ou muito pequena, ocorrerá turbulência na saída do bico, reduzindo a capacidade e aumentando o ruído:

  • Se a saída do bico fosse muito pequena, o vapor não se expandiria suficientemente e teria de continuar a expandir-se para fora do bico até ser atingida a pressão necessária a jusante na zona de baixa pressão.
  • Se a saída do bico fosse muito grande, o vapor expandiria muito no bico e a pressão do vapor na saída do bico seria inferior à pressão necessária, fazendo com que o vapor fosse comprimido de volta para fora da saída na zona de baixa pressão.

A forma do bico, mostrada na figura abaixo, é suavemente contornada de modo que a contracta da veia ocorre na garganta do bico. Isto contrasta com um orifício de arestas vivas, onde a veia contracta ocorre a jusante do orifício.

Presion critica en sistemas de vapor

O válvulas de controlo podem ser comparados aos bicos convergentes, porque ambos têm uma zona de alta pressão (a entrada da válvula), uma zona convergente (a entrada entre o obturador e a sede da válvula), uma garganta (o espaço mais estreito entre o obturador e a sede), uma zona divergente (a saída do obturador e da sede) e uma zona de baixa pressão (o corpo da válvula a jusante), como mostra a figura abaixo:

Presion critica en sistemas de vapor (2)

Os bicos e as válvulas de controle têm funções diferentes. O bico é projetado principalmente para aumentar a velocidade do vapor a fim de produzir trabalho (por exemplo, girar uma pá de turbina), por isso é necessário que a velocidade do vapor deixando o bico permaneça alta.

Em contraste, a válvula de controle é um dispositivo de restrição de fluxo ou estrangulamento projetado para produzir uma queda de pressão significativa no vapor. A velocidade do vapor que sai da garganta de uma válvula de controle terá um comportamento semelhante ao do vapor que sai da garganta de um bocal convergente-divergente; aumentará à medida que o vapor se expande na área divergente entre o poppet e o assento imediatamente abaixo da garganta.

Se a queda de pressão através da válvula for maior que a queda de pressão crítica, a velocidade do vapor aumentará para supersônico nesta zona, já que a pressão aqui é menor que a pressão da garganta.

Passado este ponto, o vapor passa para a câmara relativamente grande envolvida pelo corpo da válvula (zona de baixa pressão), que está a uma pressão maior devido à contrapressão imposta pelo tubo de ligação, fazendo com que a velocidade e a energia cinética caiam rapidamente. De acordo com a equação de energia de fluxo constante (SFEE), isto aumenta a entalpia do vapor quase até a do orifício de entrada da válvula. Uma ligeira diferença é devida à energia perdida devido ao atrito ao passar pela válvula.

A partir deste ponto, o corpo da válvula converge para ligar o fluxo de vapor à saída da válvula e a pressão (e densidade) aproxima-se da pressão (e densidade) na tubagem a jusante. medida que esta pressão estabiliza, também estabiliza a velocidade, em relação à área da secção transversal do orifício de saída da válvula.

A variação relativa de volume através da válvula é representada pelas linhas pontilhadas no diagrama esquemático mostrado no gráfico abaixo:

Presion critica en sistemas de vapor (6)

Quando a queda de pressão através de uma válvula é maior que a crítica, o ruído pode ser gerado pela grande troca instantânea de energia cinética por energia térmica na zona de baixa pressão, por vezes agravada pela presença de vapor à velocidade supersônica.

Para mais informações sobre válvulas de controle de dimensionamento em sistemas de vaporconvidamo-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 para que você receba mais conteúdo sobre pressão crítica em sistemas de vapor e novas tendências em vapor industrial.

Post Anterior:Valvula de control en sistemas de vaporFluxo de vapor saturado através de uma válvula de controle em sistemas de vapor
Próximo Post:Fatores a considerar no dimensionamento de válvulas de controle em sistemas de vaporDimensionar valvulas de control en sistemas de vapor

Sidebar

Categorias

  • Poupança de Água (5)
  • Economia de combustível (13)
  • Economia de tempo (5)
  • Alimentos & Bebidas (39)
  • Qualidade do vapor (36)
  • Estudo de caso (3)
  • Casos de Uso (7)
  • Fluxómetros de Vapor (26)
  • Conceitos Básicos em Sistemas a Vapor (19)
  • Custos dos Sistemas de Vapor (21)
  • Dimensionamento de Válvulas de Controle (10)
  • Indústria (9)
  • Indústria Química (10)
  • Permutadores de Calor a Vapor (24)
  • Medição do fluxo de vapor (26)
  • Melhorando o desempenho de sistemas a vapor (2)
  • Otimização dos sistemas de vapor (48)
  • Petróleo e Gás (8)
  • Armadilhas a vapor (18)
  • Recuperação de Condensado (26)
    • Retorno do condensado (1)
  • Saúde e Biotecnologia (12)
  • Solução (7)
  • Tecnologia de Limpeza (3)
  • Tipos de medidores de fluxo de vapor (7)
  • Transferência de calor (23)
  • Tratamento de Água para Caldeiras a Vapor (25)
  • Válvulas de controle (18)
  • Vapor Limpo (28)
  • Investidores
  • Aviso Legal
  • Política de Privacidade
  • Aviso de Bolacha
  • Certificados

Espanha (España)

© 2021 Spirax Sarco Limited. Todos os direitos reservados. Desenho por Vendas de alta octanagem





×
es_ES
es_ES
pt_PT

Estamos a utilizar cookies para lhe proporcionar a melhor experiência no nosso website.

Você pode descobrir mais sobre quais cookies estamos usando ou desligá-los em configurações.

Vapor para la Industria
Visão Geral da Privacidade

Este website utiliza cookies para que possamos proporcionar-lhe a melhor experiência de utilizador possível. As informações dos cookies são armazenadas no seu browser e desempenham funções como reconhecer o utilizador quando regressa ao nosso website e ajudar a nossa equipa a compreender quais as secções do website que considera mais interessantes e úteis.

Biscoitos estritamente necessários

O Cookie estritamente necessário deve estar sempre activado para que possamos guardar as suas preferências para definições de cookies.

Se você desativar este cookie, não poderemos salvar suas preferências. Isto significa que sempre que visitar este website, terá de activar ou desactivar os cookies novamente.

Cookies de terceiros

Este site utiliza o Google Analytics para recolher informações anónimas tais como o número de visitantes do site, e as páginas mais populares.

Manter este cookie activado ajuda-nos a melhorar o nosso website.

Por favor active primeiro os Cookies estritamente necessários para que possamos salvar as suas preferências!

Política de Biscoitos

Mais informações sobre a nossa política Cookie