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Recirculação de vazão mínima em rede de bombeamento: a válvula controlada
A recirculação de vazão mínima mantém a bomba centrífuga acima da sua vazão mínima quando os consumidores fecham: Q_bomba = Q_A + Q_B + Q_R, e o controlador abre a válvula de recirculação só se Q_bomba fosse cair abaixo de Q_min. Com os ramais consumindo bastante, a válvula fica fechada e não desperdiça energia.
Feche as válvulas dos ramais A e B. Quando a vazão na bomba cairia abaixo do mínimo, o controlador abre a válvula de recirculação só o necessário para segurar a bomba na vazão mínima.
Teste rápido
Três perguntas sobre esta lição. Errou? A explicação aparece na hora.
1. Vantagem da recirculação controlada sobre a placa fixa:
2. O controlador de vazão mínima abre a recirculação quando…
3. Por que a bomba pode ficar um pouco acima do setpoint de vazão mínima?
Por que isso acontece
Setas comparam com a mesma posição de A e B sem recirculação.
Continuidade no nó
A bomba enxerga três caminhos: os dois ramais de consumo e a recirculação. A vazão na bomba é a soma dos três.
Regra do controlador
O FIC-01 mede a vazão na bomba e abre a válvula de recirculação só quando ela cairia abaixo do mínimo. Assim a bomba fica protegida sem desperdiçar energia quando os ramais consomem bastante, ao contrário da placa fixa da lição de vazão mínima.
Energia no nó
A recirculação sobe até a crista de 4 m e desce para o tanque de origem. A carga no nó que sobra depois do desnível e do atrito é consumida na válvula de recirculação: é assim que ela "ajusta a curva" vista pela bomba.
Rangeabilidade
Uma válvula igual-porcentagem com R = 50 não controla abaixo de cerca de 2 % do Kv máximo. Quando falta pouca vazão para o mínimo, ela abre no mínimo estável e a bomba fica um pouco acima do setpoint.
Bomba didática com curva ilustrativa.
Fórmulas em texto
- Continuidade no nó
Q_bomba = Q_A + Q_B + Q_R- Q_bomba = vazão na bomba (m3/h) · Q_A, Q_B = vazão nos ramais de consumo (m3/h) · Q_R = vazão de recirculação de volta ao tanque (m3/h)
- Regra do controlador
x_R = 0 se Q_bomba >= Q_min ; senao Q_bomba = Q_min- x_R = abertura da válvula de recirculação (%) · Q_min = setpoint de vazão mínima da bomba (m3/h)
- Energia no nó
H_no = z_topo,R + hf,R + h_valv,R- H_no = carga no nó (m) · z_topo,R = cota da crista da linha de recirculação (m) · hf,R = perda por atrito na recirculação (m) · h_valv,R = carga consumida na válvula de recirculação (m)
- Rangeabilidade da válvula
Kv_min = Kv_100 / R- Kv_min = menor Kv controlável (m3/h a 1 bar) · Kv_100 = Kv toda aberta (m3/h a 1 bar) · R = rangeabilidade (-)
Perguntas frequentes
Por que a bomba centrífuga precisa de recirculação de vazão mínima?
Com vazão muito baixa a bomba aquece o líquido que fica batendo dentro dela e sofre recirculação interna, vibração e desgaste de selo. A linha de recirculação devolve parte da vazão ao tanque de sucção para a bomba nunca operar abaixo da vazão mínima do fabricante.
Válvula de recirculação controlada ou placa de orifício fixa?
A placa fixa recircula o tempo todo e desperdiça energia mesmo com demanda máxima. A válvula controlada, por malha de vazão ou válvula de recirculação automática, só abre quando a vazão da bomba cairia abaixo do mínimo.
Por que a bomba fica um pouco acima do setpoint em aberturas pequenas?
A válvula de controle não regula abaixo do seu Kv mínimo controlável, cerca de Kv_100/R. Numa válvula igual-porcentagem com R = 50 isso é cerca de 2 % do Kv máximo; quando falta pouca vazão, ela abre nesse ponto e passa um pouco do setpoint.