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Característica inerente e instalada da válvula: o papel da autoridade
A característica inerente é a vazão da válvula contra o curso com dP constante; instalada numa linha com bomba, a vazão passa a seguir q = 1 / sqrt(1 - N + N / f^2), em que N é a autoridade da válvula. Com autoridade baixa, a linear vira abertura rápida e a igual porcentagem fica quase linear.
Mude o curso, a característica e a autoridade. A mesma válvula se comporta diferente dependendo de quanto do ΔP fica com ela.
Teste rápido
Três perguntas sobre esta lição. Errou? A explicação aparece na hora.
1. Com autoridade baixa, uma válvula linear instalada se comporta como…
2. Fechando a válvula numa linha com bomba, o ΔP nela…
3. Numa válvula igual-porcentagem, incrementos iguais de curso…
Por que isso acontece
Setas comparam com a mesma válvula e o mesmo curso com a maior autoridade da lição (N = 0,50).
Característica inerente
Cada passo igual de curso multiplica a vazão pelo mesmo fator. Pouca vazão no começo, muita no fim.
Autoridade da válvula
Numa linha com bomba, compara o ΔP que a válvula segura toda aberta na vazão máxima com o ΔP que ela seguraria com vazão nula (bomba no shutoff, sem perdas). Quanto menor, mais a bomba e a tubulação mandam na vazão.
Característica instalada
Com autoridade baixa, a igual porcentagem fica quase linear depois de instalada: o ganho fica mais uniforme ao longo do curso. É por isso que ela é a escolha comum em processos.
Capacidade (IEC 60534)
Na forma simplificada para líquido sem vaporização, Kv é a vazão de água em m³/h que passa com 1 bar de queda. A engine aplica a IEC 60534-2-1 completa (FR, FP e estrangulamento), com P1 e P2 reais da linha, para chegar ao Kv necessário.
Fórmulas em texto
- Característica inerente
f(x) = R^(x - 1) (igual porcentagem); f(x) = x (linear)- f = capacidade relativa, fração do Kv máximo (-) · x = curso relativo, 0 a 1 (-) · R = rangeabilidade (50 na lição)
- Autoridade da válvula
N = dPv_100 / dPv_0- dPv_100 = dP na válvula toda aberta na vazão máxima (bar) · dPv_0 = dP na válvula com vazão nula, bomba no shutoff (bar)
- Característica instalada
q = 1 / sqrt(1 - N + N / f^2)- q = vazão relativa, fração da vazão máxima (-) · N = autoridade da válvula (-)
- Coeficiente de vazão (IEC 60534, forma simplificada para líquido)
Kv = Q * sqrt((rho / rho0) / dP)- Kv = coeficiente de vazão (m3/h a 1 bar) · Q = vazão (m3/h) · rho / rho0 = densidade relativa à água (-) · dP = queda de pressão na válvula (bar)
Perguntas frequentes
Qual a diferença entre característica inerente e instalada?
A inerente é levantada pelo fabricante com dP constante na válvula. A instalada é a que aparece na linha real, onde a bomba e a tubulação ficam com parte do dP quando a vazão sobe, e por isso a curva é deformada pela autoridade.
Qual é uma boa autoridade de válvula de controle?
Uma regra prática comum é N entre 0,25 e 0,5. Abaixo disso a bomba e a tubulação mandam na vazão, a curva instalada se afasta da inerente e o ganho da malha fica irregular.
Quando usar válvula de igual porcentagem em vez de linear?
Em linhas de processo com bomba e autoridade baixa, onde a igual porcentagem instalada fica quase linear e mantém o ganho uniforme. A linear, na mesma linha, vira abertura rápida e deixa a malha nervosa em vazão baixa.
Como converter Kv em Cv?
Cv = 1,156 * Kv. O Kv é a vazão de água em m3/h com 1 bar de queda e o Cv é a vazão em galões americanos por minuto com 1 psi de queda.