COMPARAÇÃO DE DOIS MÉTODOS DE DIMENSIONAMENTO DE VÁLVULAS DE CONTROLE

  • Marcelo Molin
  • Alexandre Denes Arruda
Rótulo controle, processos, elemento, final, capacidade, vazão

Resumo

Válvulas de controle são instrumentos bastante utilizados em indústrias de processos químicos. São constituídas basicamente pelo atuador, castelo e corpo podendo ser de tipos variados como globo, esfera, borboleta entre outras. Válvulas de controle em um sistema automatizado são um dos componentes que participam da malha de controle, em conjunto com o controlador, sensor, transmissor e o próprio sistema ou processo a ser controlado. Assim a etapa de dimensionamento de uma válvula de controle contribui tanto para manter a variável controlada no seu valor desejado quanto nos custos de operação e capital. Em relação à qualidade do controle a literatura indica que o dimensionamento de válvulas de controle impacta significativamente na variabilidade do produto final. De outra forma, em sistemas de bombeamento de líquidos, por exemplo, a seleção da válvula definirá o dimensionamento da bomba e por conseguinte o custo do equipamento e operação do processo. A principal dificuldade neste caso está em selecionar uma válvula de controle que satisfaça condições de operação mínima e máxima de vazão para o sistema. Neste sentido diversos métodos para avaliação do ΔP da válvula foram desenvolvidos. Assim, este trabalho tem como objetivo o dimensionamento da capacidade de vazão (CV) de uma válvula de controle considerando a variação da pressão na válvula (∆PV), através da metodologia para líquidos (BEGA, 2006) e compara-la com o dimensionamento do software UNISIM®. O estudo de caso selecionado foi o resfriamento de benzeno com água, através de um trocador de calor casco-tubo. Adotou-se como premissa que a água de resfriamento deve ser fornecida a 30ºC e retornar para o sistema a 45ºC, enquanto a temperatura do benzeno sofre variações em sua temperatura, na entrada do trocador de calor, de 150ºC (temperatura máxima) 120ºC (temperatura normal) e 100ºC (temperatura mínima) deixando o trocador a 70ºC. Para que isso aconteça às vazões de água de resfriamento devem ser controladas, pelo elemento final de controle, a fim de atender as temperaturas determinadas. foi utilizada uma malha feedback (realimentação) para avaliar as perturbações na temperatura de entrada de benzeno. Realizou-se o dimensionamento da válvula e o CV obtido foi utilizado para simular o processo no UNISIM®. O método para líquidos apresentou um valor de CV calculado de 13 enquanto o software retornou um valor de 8, uma diferença de 38% entre o calculado e o do UNISIM®. Para os dois casos a bomba selecionada se mostrou coerente ao seu uso. Conclui-se que apesar de o método tradicional ser mais simples para o caso em questão apresentou um retornos satisfatório quando comparado ao UNISIM® e levando-se em consideração a bomba utilizada.

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Publicado
2020-08-28
Como Citar
MOLIN, M.; DENES ARRUDA, A. COMPARAÇÃO DE DOIS MÉTODOS DE DIMENSIONAMENTO DE VÁLVULAS DE CONTROLE. Anais do Salão Internacional de Ensino, Pesquisa e Extensão, v. 11, n. 2, 28 ago. 2020.