aula completa sobre valvulas, seus tipos e dimensoes

AULA 7 - Válvulas
Disciplina: (EQI009) – Instrumentação na
indústria Química
Professora: Drª. Leticia Fabri Turetta
Itajubá - MG
2024
UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ - UNIFEI
Instituto de Recursos Naturais

OBJETIVO DA AULA
• Compreender a importância das válvulas
nas aplicações em malhas de controle.
• Apreender sobre os componentes da
estrutura de uma válvula.
• Diferenciar os tipos de valvulas e
apreender suas aplicações.
• Aprender sobre o projeto dos válvulas.

BIBLIOGRAFIA
• CAPITULO 9
• BEGA E.; DELMÉE G.; COHN P., BULGARELLI R., KOCH R. e
FINKEL V. Instrumentação Industrial. 3ª ed., Rio de Janeiro:
Interciência, 2011.
Bibliografia
Base

Introdução
Válvulas constituem-se no
principal atuador em processos
industriais.
São utilizadas para controle de
vazão, modulando o
direcionamento tanto de massa
como de energia para diferente
partes do processo.
Onde há tubulações industriais,
há válvulas.
Aproximadamente 5% dos custos
totais de uma indústria de
processos químicos se referem à
compra de válvulas.

Introdução
Válvulas são também conhecidas como elementos finais de controle
para a atuação das malhas de controle.

Introdução
Outros elementos finais de controle podem ser:
▫ Bombas dosadoras;
▫ Dampers;
▫ Louwer (variações de válvula borboleta);
▫ Hélises de passo variável;
▫ Motores com variações de velocidade.
Apesar de muito utilizada é um elemento que recebe menor atenção na malha de controle.
Esta sujeito a condições severas de
▫ Pressão
▫ Temperatura
▫ Corrosão
▫ Erosão, etc.
A Fim de melhorar compreender o que é uma vávula de controle, vamos verificar os seus
componentes e classificação.

Classificação
Do ponto de vista de automação e controle podemos classificar as
válvulas como
Manuais
• Usualmente são válvulas que não se destinam diretamente a
automação e controle, mas para reconfigurar processos ou
equipamentos, isolar processos ou equipamentos para manutenção
ou para segurança e realizar purgas.
Atuadas
• Operadas remotamente por um sistema de automação.
• Têm os mesmos usos das válvulas manuais e também automação e
controle.

Classificação
Podemos também classificá-las em relação a sua operação:
OPERAÇÃO MANUAL
• Por meio de volante;
• Por meio de alavanca;
• Por meio de engrenagens, parafusos sem-fim etc.
OPERAÇÃO MOTORIZADA (Força motriz externa)
• Pneumática;
• Hidráulica;
• Elétrica.
OPERAÇÃO AUTOMÁTICA (Dispensa ação externa)
• Recebe sinal do controlador;
• Por meio de molas e contrapesos.

Classificação
Podemos também classificá-las em relação a sua funcionalidade geral.
Bloqueio
• Destinam-se a interromper o fluxo, ou seja, só devem trabalhar completamente
abertas ou fechadas.
Controle
• São destinadas especificamente para controlar o fluxo, podendo trabalhar em
qualquer posição de fechamento parcial.
Retenção
• Permitem o fluxo apenas em um sentido, impedindo assim a inversão do
escoamento.
Segurança
• Têm como função aliviar o excesso de pressão, devido ao aumento da pressão de
operação acima de um limite pré-estabelecido no projeto do equipamento por ela
protegido.

Classificação
Bloqueio
• Destinam-se a interromper o fluxo, ou seja, só devem trabalhar completamente abertas ou
fechadas.

Classificação
Controle
• São destinadas especificamente para controlar o fluxo, podendo trabalhar em
qualquer posição de fechamento parcial.

Classificação
Retenção
• Permitem o fluxo apenas em um sentido, impedindo assim a inversão do escoamento.
• Geralmente são atuadas por mola ou por gravidade.

Classificação
Segurança
• Têm como função aliviar o excesso de pressão, devido ao aumento da
pressão de operação acima de um limite pré-estabelecido no projeto do
equipamento por ela protegido.

Classificação
Podemos também classificá-las (tanto manuais como atuadas) como:
Biestáveis
• Válvulas que operam em apenas duas posições: totalmente abertas
ou totalmente fechadas.
• Também chamadas válvulas on-off ou válvulas de bloqueio.
Moduladas
• Válvulas que operam em diferentes pontos. É o tipo utilizado para
se controlar processos e é o que nos mais interessa.

Principais aplicações
• Serviço de regular a vazão de fluidos
• Prevenção de vazão reversa
• Controle e alivio de pressão em reservatórios
• Especiais:
a) controle de vazão direcional
b) serviço de amostragem
c) limitar fluxos
d) selagem de fluidos saídas de vasos
De todas estas aplicações, a mais comum e importante se relaciona
com o controle automático e contínuo de processo.

Válvulas de controle
• Válvulas atuadas (especialmente as moduladas) são usualmente
denominadas VÁLVULAS DE CONTROLE.
• Válvulas de controle são o elemento final de controle mais comum na
Indústria de Processos.
• O uso típico de uma válvula de controle é sua atuação sobre o
escoamento de fluídos em uma tubulação.
IMPORTANTE: Uma válvula por si não é capaz de controlar vazão. É
necessário que uma série de restrições para tanto. Por exemplo, é
necessário que haja pressão a montante para que ela possa
efetivamente alterar a vazão (sem fluxo válvulas são inefetivas).

Componentes da Válvula
• Corpo
É um vaso de pressão que efetivamente
contém o elemento de controle;
• Posicionador (às vezes chamado de
atuador)
É o dispositivo que posiciona o elemento de
controle (usualmente é linear ou rotativo);
• Castelo
Conecta o posicionador ao corpo da válvula.
Tem função estrutural, de vedação de
isolamento térmico;
• Acessórios
Conversores I/P, transdutores, limitadores,
chaves, volantes, etc.

Componentes da Válvula
• Atuador
Atuador é o componente da válvula que
recebe o sinal de controle e o converte em
abertura modulada da válvula.
• Posicionador
O posicionador é um dispositivo que é
acoplado à haste da válvula de controle para
otimizar o seu funcionamento.
O posicionador é um dispositivo que é
acoplado à haste da válvula de controle para
otimizar o seu funcionamento.
• Corpo
É a parte da válvula que mecanicamente
executa a ação de controle permitindo
maior ou menor passagem do fluído,
através do movimento de um obturador.
Sendo o conjunto do corpo, à parte de
válvula que entra em contato direto com o
fluído

Simbologia
Atuadores de válvulas

Simbologia
Funções de válvulas de controle

Simbologia Geral
• Válvulas

• Válvulas
Simbologia Geral

Tipos de Válvula
• Deslocamento linear
O curso linear da haste entra e sai do corpo da válvula.
• Deslocamento Rotativo
O curso é não linear.
Mangote

Válvula - Globo
• O temo "globo" refere-se à forma
exterior da válvula, e não a área de
escoamento interno.
• Uma válvula globo típica tem uma
haste que é ajustada de forma linear
(para cima e para baixo) para mudar a
posição do obturador.
• UTILIZAÇÃO
Serviço de regulagem em linhas de água,
óleo líquidos em geral, bem como para
vapor, ar e outros gases.

Válvula - Globo
• É o tipo de válvula de controle mais utilizado.
• Podem ser de sede simples ou sede dupla.
• Usualmente são adequadas ao uso com fluidos sem partículas ou impurezas, dada a
possibilidade de danificar os mecanismos internos ao corpo.
• Funcionamento simplificado
(https://www.youtube.com/watch?v=TIIXM9G0lWA)
• Parte da válvula
(https://www.youtube.com/watch?v=SkzzII-gzEk)

Válvula - Globo
Vantagens Desvantagens
• Permite o controle parcial do fluxo;
• Abertura e fechamento mais rápido que
da válvula de gaveta;
• As características construtivas da sede-
obturador permitem estanqueidade total;
• Manutenção favorecida pelo fácil acesso
aos componentes internos, sem remover
a válvula da linha;
• Aplicável em ampla faixa de
pressão/temperatura
• Não admite fluxo nos dois sentidos;
• Perda de carga elevada;

Válvula - Gaveta
• É o tipo de válvula de bloqueio mais popular.
• Devem ser utilizadas totalmente abertas ou totalmente fechadas, pois
a perda de carga e o esforço sobre o posicionador em posições
intermediárias é excessivo.
• Funcionamento
https://www.youtube.com/watch?v=AkehAh1qTlI
• Parte da válvula
https://www.youtube.com/watch?v=iu55OzM8rUU

Válvula - Gaveta
• Estas válvulas têm uma barreira plana, a que é ajustada para
influenciar a área de fluxo.
• Principal característica da válvula gaveta está na sua mínima
obstrução a passagem de fluxo, quando totalmente aberta,
proporcionando baixa turbulência, com um diferencial de
pressão quase insignificante.
• Isto é possível, porque o seu sistema de vedação (obturador) atua
perpendicularmente a linha de fluxo.
Normalmente são empregadas em
processos onde não se necessitam
operações frequentes de abertura e
fechamento, pois o seu manuseio é mais
lento quando comparado ao de outros
tipos de válvulas.

Válvula - Gaveta
• Passagem totalmente livre quando está
aberta.
• Baixa queda de pressão.
• Excelente uso para estancar qualquer
tipo de fluido.
• Grande flexibilidade de tamanhos.
• Adequadas para alta pressão e altas
temperaturas.
• Permite fluxo bidirecional.
• Não pode ser usada para controlar o
fluxo.
• Funcionamento lento. A válvula gaveta
tem um tempo maior de abertura quando
comparado ao uma válvula esfera ou
borboleta.
• A válvula parcialmente aberta cria
vibração e ruído.
• Reparos são um pouco mais complexos
devido ao acesso limitado.
Também conhecida como válvula Guilhotina

Válvula - Diafragma
• É composta por um diafragma que se assenta sobre um estreitamento
no corpo da válvula quando o posicionador é acionado.
Como o sistema é selado, este tipo de válvula é frequentemente utilizado na indústria
química, alimentícia e farmacêutica, tanto para materiais tóxicos e corrosivos
como para evitar contaminação.

• Pertencente ao grupo de válvulas de controle/regulagem, a válvula
diafragma pode ser manual ou automatizada.
• https://www.youtube.com/watch?v=_N_n9nr-H-E
• https://www.youtube.com/watch?v=AJdPhnt_BDE
Também conhecida como
válvula de membrana ou
válvula Saunders

• TIPOS
▫ Válvula Diafragma passagem reta (Tipo R): lida com tubulações
em que a queda de pressão deve diminuir ao longo do processo.
▫ Válvula Diafragma passagem angular (Tipo A): são mais
resistentes aos fluidos abrasivos e corrosivos.

• Válvulas diafragma podem ser usadas para serviço de
estrangulamento.
• Válvula de abertura rápida.
• Uma válvula diafragma Tipo A está disponível para controlar
pequenos fluxos.
• As válvulas diafragma são particularmente adequadas para o
manuseio de fluidos corrosivos, lamas fibrosas, fluidos
radioativos ou outros fluidos que devem permanecer livres
de contaminação.
• O mecanismo de operação de uma válvula diafragma não é
exposto ao meio dentro da tubulação.
• Não há gaxetas a se manter e nenhuma possibilidade de
vazamento da haste nas válvulas.
OBS: As gaxetas são anéis de vedação.
• A transição da válvula possui conjuntos,
evitando que a tubulação seja
completamente descarregada.
• A temperatura e a pressão de operação
têm limites dependendo do material do
diafragma. Normalmente, eles são
usados sob pressão de 200 psi (14 bar) e
limites de temperatura de 204ºC.
• A pressão hidrostática que pode ser
aplicada ao diafragma é limitada.
• As dimensões das válvulas de diafragma
são limitadas.

Válvula - Mangote
• A válvula consiste de um trecho de tubulação flexível (o mangote)
que é pressionado pelo posicionador da válvula.
• https://www.youtube.com/watch?v=EjPlztCRfyA
• https://www.youtube.com/watch?v=nz4anTek0Wo

Válvula - Mangote
• Uma válvula de mangote é uma válvula de 2 vias projetada para
fechar ou controlar o fluxo de meios corrosivos, abrasivos ou
granulares.
• A válvula de mangote utiliza ar pressurizado para abrir ou fechar a
válvula.
• Na posição aberta, a válvula de mangote não tem restrições e permite
que uma ampla variedade de meios passe pelo orifício.
• A luva de borracha interna flexível mantém o meio isolado evitando o
risco de contaminação.
• A válvula de mangote é ideal para uso com lamas e produtos
granulares como areia, cimento, cascalho, fibra têxtil, carbono, pó,
lascas, fragmentos de vidro etc.
• Essas válvulas são econômicas, confiáveis e fáceis de usar, tornando-
as desejáveis em uma ampla gama de aplicações industriais.

Válvula - Mangote
• Ótimo para usar com meios abrasivos e
corrosivos.
• Caminho de fluxo direto e sem obstrução
pela mídia.
• Turbulência e fricção mínimas.
• Mantém a estrutura livre de contaminação.
• Fácil substituição das mangas de borracha e
baixo custo de manutenção.
• Excelentes propriedades de vedação.
• Tempo de abertura e fechamento rápido.
• Baixo consumo de energia.
• Devido à propriedade elastomérica da
luva, a válvula não é adequada para
aplicação em alta temperatura.
• O diferencial de alta pressão pode
causar o colapso ou deformação da luva
de borracha, fazendo com que a válvula
não abra totalmente.
• A válvula não é adequada para
aplicações de vácuo, pois a sucção
dentro da válvula pode fazer com que a
luva entre em colapso.

Válvula - Borboleta
• É válvula mais econômica em termo
de custo base a capacidade de fluxo.
• Seu orifício totalmente alinhado
pode proporcionar boa vedação.
• Material do corpo de baixo custo
para o líquido corrosivo.
• Indicadas p/manipulação de alta
pressão na entrada e de alta queda
de pressão.
• Esta válvula proporciona uma queda
de pressão pequena para fluxo de
gases.

É um dos tipos mais comuns e antigos de válvula industrial, de
baixo custo e especialmente adequada para aplicações de grande
porte.
https://www.youtube.com/watch?v=ZyN7mp1CnSQ

• No geral, elas custam menos do que
outros tipos de válvulas.
• Longa vida operacional e são bastante
confiáveis.
• São leves e compactas.
• Design simples torna-as fáceis de fazer
manutenção e também de manusear em
caso de reparos e trocas de peças.
• As industriais são projetadas para
suportar altas temperaturas,
resistindo bem ao desgaste com o tempo
de uso.
• Incapacidade de eliminar completamente
todas as substâncias residuais
(partículas), devido ao seu design.
• Se não são de aço inox, esses
suprimentos, não resistem as materiais
altamente corrosivos ou abrasivos.

Válvula - Esférica
• A restrição para este corpo é caracterizada
pela forma esférica do elemento de vedação,
que movimentada para proporcionar uma
área de fluxo ajustável.
• A esfera é rodada para influenciar a
quantidade de fluxo.
• A válvula do exemplo mostra ao lado tem
uma abertura através da esfera, e a esfera é
rodada para ajustar a fração da abertura da
área disponível para o fluxo.
• Normalmente utilizada para bloqueio em
linhas de uso geral (Rápida).
• ½ custo de uma válvula globo (em média).

• Enquanto válvulas globo são as mais utilizadas para fluidos sem
impurezas ou particulados, válvulas esfera são as mais
utilizadas nesses casos.
• Válvulas esfera apresentam excelente vedação quando fechadas,
tanto que frequentemente são utilizadas como válvulade bloqueio.
https://www.youtube.com/watch?v=nnoeb8D4g00

• Abertura e fechamento rápidos.
• As características construtivas do
conjunto-sede, bem como os materiais
utilizados neste conjunto, garantem
acionamento suave e estanqueidade total.
• Baixa perda de carga, quando construída
em passagem plena.
• Aplicáveis em ampla faixa de pressões.
• A necessidade de utilização de materiais
resilientes nas sedes, limita a gama de
temperatura de utilização deste tipo de
válvula.
• Não são recomendadas para controles de
vazão parciais.

Válvula - Macho
• É um tipo tradicional de válvula que vem sendo substituído pelos
tipos acima (especialmente esfera), mas que ainda encontra
aplicações específicas.
• Tipo de válvula on-off, não são boas em controle modulante.
• Podem ser usadas em gases e líquidos (não abrasívos)
• https://www.youtube.com/watch?v=d9FOxwfOAXk

Válvula - Macho
• TIPOS
▫ 2 vias
▫ 3 vias

Válvula - Macho
• Baixa perda de carga;
• Abre e fecha com apenas 1/4 (90°) de
volta;
• Não necessita ser desconectada da linha
para manutenção, pois sua construção
permite acesso fácil aos componentes
internos da válvula.
• Peso elevado, se comparado com outras
válvulas.

Desempenho de uma válvula
Cavitação
Flashing
Ruído
Corrosão
Incrustações

Cavitação
Fenômeno físico nos líquidos em movimento
onde devido ao aumento de velocidade (por
diminuir a seção da veia líquida), há uma grande
baixa momentânea de pressão.
Cavitação
desprendimento
violento de bolhas de
vapor
colapso das mesmas
ondas de choque +
projeção de
partículas (líquidas ou
sólidas)
erosão das
superfícies e furos ruídos intensos

Cavitação
• Comportamento da válvula

Cavitação
• Comportamento da válvula com cavitação
A cavitação nas válvulas de controle
ocorre somente com líquidos, ou seja,
gases não cavitam.
As bolhas de vapor se formam se a
pressão do líquido cair e ficar quase no
nível da pressão do vapor enquanto o
líquido estiver passando pela válvula de
controle.
As bolhas podem romper ou implodir
repentinamente conforme a pressão ao
longo do percurso vai aumentando,
gerando, assim, a cavitação.

Cavitação
• Comportamento da válvula com cavitação
Dica de vídeo
https://www.youtube.c
om/watch?v=hq7kUh
DJpag

Cavitação
A redução da cavitação pode ser feita
de modos diversos:
• Aumento da pressão P1 (pressão á
montante).
• Redução do Temperatura do fluido que leva
a redução da pressão de vapor.
• Utilizar válvulas especiais que provocam
menor queda de pressão.

Cavitação
A redução da cavitação pode ser feita de modos diversos:
• Pela modificação do circuito hidráulico de forma a que a válvula não seja
instalada numa zona em que a pressão possa ser muito baixa (se tal for possível).
• Colocando a jusante da válvula uma placa perfurada que introduza uma perda
de carga, de modo a aumentar a contra pressão na válvula, reduzindo assim o
seu Δp.
• Utilizando válvulas com multiqueda de pressão ou com vários orifícios.
• Utilizando materiais e revestimento das superfícies internas da válvula
adequados
https://www.youtube.com/watch?v=g2IEhbeWqzE

Flashing
È devido à vaporização do líquido pela baixa de pressão.
Difere da cavitação
por não haver a
seguir um aumento
suficiente da
pressão, passando
assim o líquido ao
estado gasoso e nele
permanecendo.

Cavitação
Flashing
https://www.youtub
e.com/watch?v=W3
kh0VxuGbA&t=3s

Ruído
• È devido à sobreposição de vários factores, os mais importantes são a cavitação
e o “flashing”, com particular importância para a cavitação.
▫ Ruído aerodinâmico: introduzido por válvulas destinadas ao controle de vazão
de gás
▫ Ruído hidrodinâmico: introduzido pela passagem de líquidos através das
válvulas.
• Legalmente não é permitido um valor de ruído superior a 80 dBm.
(O ruído deve ser medido a 1 m da superfície da tubagem, a 1 m a jusante da flange de saída da válvula).
• As suas consequências não são tão graves como as da cavitação.

Ruído
Ruído aerodinâmico - O ruído aerodinâmico é a principal fonte de ruído
numa Válvula de Controle
Causas:
▫ Vazão
▫ Relação entre a Pressão de Entrada e Pressão de Saída
▫ Geometria da Válvula
▫ Propriedades Físicas do Fluido
OBS.
IMPORTANTE: Gases e vapor dágua são as principais fontes de ruído
aerodinâmico.

Ruído
Ruído hidrodinâmico_
Causa
▫ Associado a turbulência e a cavitação em líquidos
▫ Intensidade: menor que 90dBA
OBS
IMPORTANTE
Eliminando a cavitação elimina-se também o ruído

Ruído
Ruído mecânico
Instabilidade dos internos o Intensidade: menor que 90 dBA
Efeitos: provoca instabilidade, desgaste de gaxetas e guias, danos nos internos
Solução: Aumentar a rigidez (stiffness) do atuador
OBS.
IMPORTANTE
O atuador tipo pistão tem rigidez superior ao atuador tipo diafragma.
O grau de rigidez do atuador tipo diafragma pode ser aumentado modificando a faixa
da mola.

Corrosão
• É o ataque químico, por parte do fluido, aos
constituintes de um equipamento, em particular
duma válvula.
• Nas válvulas a corrosão ataca o corpo, o obturador e
até a própria sede.
• A corrosão é um fenômeno químico, a cavitação é
um fenômeno físico.

Corrosão
A corrosão provoca:
• Um aumento da rugosidade no interior das paredes
• Um aumento da secção interna, degradando as características do
escoamento
• Em casos extremos conduzirá à rotura das paredes da válvula e à sua
inutilização
Atenua-se:
• Adicionando ao fluido um produto neutralizante (se tal for possível)
• Selecionando adequadamente os materiais do revestimento interno da
válvula, do obturador e da sede.

Incrustações
São epósitos de minerais sobre a superfície
interna da válvula.
Normalmente estes depósitos são de materiais
calcários frequentes na água.
As incrustações provocam:
• uma diminuição da secção interna, redução que
pode ser elevada.
• um aumento da rugosidade das superfícies
internas.

Incrustações
Atenua-se:
• adicionando ao fluido um produto anti-incrustação (se tal for
possível).
• selecionando o material de revestimento interno da válvula.
• efetuando uma manutenção corretiva com a frequência adequada.
• a água desmineralizada ajuda a evitar a formação de incrustações

Dimencionamento
• A válvula regula o fluxo de material ou
energia num dado processo ajustando
uma abertura através da qual passa um
determinado fluido.
• Trata-se de um orifício variável na linha
de processo, onde a a vazão através deste
orifício segue a equação de Bernoulli:
• � = C ∙ A ∙ ∆�
Q: vazão;
A: área de abertura;
∆�: queda de pressão;
C: constante da válvula/sistema (também conhecido por
K).

Dimencionamento
Linear Rápida
A característica linear é aquela que produz
iguais mudanças de
vazão para iguais mudanças de abertura, a
perda de pressão
constante.
Possibilita a passagem de quase que a
totalidade da vazão nominal com apenas
uma abertura de 25% do curso total e possui
um ganho muito baixo em abertura acima
de 80%.

Dimencionamento
Porcentagem
A fórmula matemática para a característica igual porcentagem é
Dedução matemática

Dimencionamento
Também há influência
com o tipo de válvula
aplicada no sistema.

Dimencionamento
O dimensionamento da
válvula de controle é uma
tarefa bastante complexa,
tanto que alguns fabricantes
de válvulas forncem aos
clientes escolher os valores
de Cv que precisavam tabelas
em manuais.
C ou K

Dimencionamento
Cálculo do Coeficiente de Vazão (CV)
• A vazão de uma válvula é o volume de fluido que pode passar
através dela em um determinado tempo.
• A maneira padronizada para especificar a vazão de uma
válvula é através dos coeficientes Cv, o qual permite a seleção
de válvulas por um método prático, dimensionando-as
corretamente para cada caso em particular.
• A vazão efetiva de uma válvula depende de vários fatores,
entre os quais a pressão absoluta na saída, temperatura e
queda de pressão admitida.

Dimencionamento
Dimensionar uma válvula de controle consiste em:
▫ selecionar um diâmetro de válvula com CV;
▫ selecionar o fluido;
▫ selecionar uma curva característica de vazão a partir do Cv
calculado (requerido pelo processo) utilizando se
basicamente as equações especificas para o tipo de fluido.
Abertura da Válvula (%) = (Cv calculado / Cv selecionado) * f(curva característica de vazão) * 100
O Cv é definido como “o número de galões por minuto de água à
temperatura de 68ºF que passa através da válvula, considerando-
se uma queda de pressão de 1 PSI”.

Dimencionamento
Cv - sistema inglês Kv - sistema SI
O Cv é definido como sendo o número de
galões (USA) de água que passam pela
válvula totalmente aberta em um minuto, à
temperatura de 68°F, provocando uma
queda de pressão de 1 psig.
O Kv é a vazão de água à 20ºC, que passa
em uma válvula aberta, expressa em m3/h,
quando submetida a um diferencial de
pressão de 1 Kgf/cm2.

Dimencionamento
Cv está relacionado diretamente ao tipo de válvula e a sua área de
passagem e basicamente exprime a sua capacidade de vazão.
Quanto maior for o Cv de uma válvula, maior a sua capacidade de
vazão quando instalada em um processo. _x0002_
Desse modo, quando se diz que a válvula tem:
Cv = 10 → quando a válvula está totalmente aberta;
com a pressão da entrada maior que a da saída em 1 PSI;
temperatura ambiente é de 68 ºF;
sua abertura deixa passar uma vazão de 10 gpm.

Atividades
Fazer um resumo sobre tipos de
válvulas.
Fazer um resumo sobre
dimencionamento de
válvulas/equações.

Exercício 1
A figura abaixo mostra um processo para a transferência de um
óleo a partir de um tanque de armazenamento para uma torre
de separação. O reservatório opera à Patm, e a torre funciona a
25,9” Hg absoluta (12,7 psia). O fluxo nominal de óleo é de 700
gpm, e sua gravidade específica é de 0,94, e a sua pressão de
vapor à temperatura do fluxo de 90 °C é 13,85 psia. O tubo é aço
comercial Schedule 40, e a eficiência da bomba é de 75%. A
queda de pressão de atrito na linha é de 6 psi.

Exercício 1
A figuramostra um processo para a transferência de um óleo a partir de um tanque de
armazenamento para uma torre de separação. O reservatório opera à Patm, e a torre funciona a 25,9”
Hg absoluta (12,7 psia). O fluxo nominal de óleo é de 700 gpm, e sua gravidade específica é de 0,94, e
a sua pressão de vapor à temperatura do fluxo de 90 °C é 13,85 psia. O tubo é aço comercial Schedule
40, e a eficiência da bomba é de 75%. A queda de pressão de atrito na linha é de 6 psi.
A) Onde um engenheiro deveria colocar a válvula? Justifique
sua escolha. Marque as válvulas “necessárias no desenho.
B) Dimensione a válvula para controlar o fluxo de óleo.
C) Cálcule e analise o custo.

AULA 7.1
Simuladores de Processo –
DWSIM - válvulas
Itajubá - MG
2023
UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ - UNIFEI
Instituto de Recursos Naturais
Disciplina: (EQI009) – Instrumentação na
indústria Química
Professora: Drª. Leticia Fabri Turetta

OBJETIVO
Aprender a usar o programa Dwsim - válvulas

BIBLIOGRAFIA
• User Guide - Help do programa
Bibliografia Base

Dimencionamente
Guide - manual do DWSIM
https://dwsim.org/

O DWSIM pode ser obtido na página do desenvolvedor:
http://dwsim.inforside.com.br

Introdução aos simuladores de processos
Para instalação:
Procurar versão para seu sistema operacional:
Na instalação pode-se habilitar outros
pacotes que complementam o DWSIM:
Sugere-se instalar todos

Introdução aos simuladores de processos
Para iniciar a utilização do DWSIM:
Objetivo inicial:
• Como usar o programa;
• Como preparar um caso para posterior simulação;
• Quais aspectos importantes a serem decididos antes da
simulação.

Exercício 2
Temos uma corrente de água (líquida) 1m3/s á
10°C e 5 atm de pressão manométrica registrada
pelo instrumento que passa por uma válvula.
A pressão de saída registrada pelo instrumento na
área industrial é 2 atm.
A) Qual a temperatura de saída?
B) Qual a composição da corrente de saída

Exercício 2
Temos uma corrente de água (líquida) 1m3/s á 10°C e 5 atm de pressão manométrica
registrada pelo instrumento que passa por uma válvula.
A pressão de saída registrada pelo instrumento na área industrial é 2 atm.
A) Qual a temperatura de saída?
B) Qual a composição da corrente de saída
Iniciar selecionando:
Componentes da reação: H2O
Modelo termodinâmico: Raout’s law
Sistema de unidade: SI
Não esqueça de salvar!

1) Abra o DWSIM e clique em Nova Simulação.
96
Exercício 2

1) Abra o DWSIM e clique em Nova Simulação - Assistente de Setagem
Exercício 2

2) Digitar o nome do primeiro componente (substância=água) em procurar e
adicione o componente, depois repita o procedimento para os demais
componentes.
98
Exercício 2

3) Adicione um pacote de propriedades Termodinâmicas adequado ao
problema e clique Adicionar, depois em próximo.
 Escolher: IDEAL, PENG-ROBINSON e SOAVE-REDLICH-KWONG
Help
escolher
adicionar
Etapa Mais Importante:
Esta define o sucesso ou fracasso
da maioria das simulações
Exercício 2

6) Selecione o sistema de unidades (SI) e clique em finalizar.
Exercício 2

Todos os itens podem ser posteriormente modificados:
Exercício 2

Todos os itens podem ser posteriormente modificados:
103
Exercício 2

• Inserir a correste de fluxo de massa. Clique e arraste
para a tela.
Exercício 2

• Para padronizar T, P e composição dê dois cliques na
corrente. Vai abrir uma janela para inserir os dados.
Exercício 2

• Para padronizar T, P e composição dê dois cliques na
corrente. Vai abrir uma janela para inserir os dados.
Temos uma corrente de
água (líquida) 1m3/s á 10°C
e 5 atm de pressão
manométrica registrada
pelo instrumento que passa
por uma válvula.
A pressão de saída
registrada pelo instrumento
na área industrial é 2 atm.
A) Qual a temperatura
de saída?
B) Qual a composição da
corrente de saída
Exercício 2

• Vamos inserir a válvula=equipamento.
• Clica e arrasta para a tela de fluxograma.
Exercício 2

• Dê dois cliques sobre a válvula.
• Vai abir uma janela de padronização do
equipamento/cálculo.
Exercício 2

• Dê dois cliques sobre a válvula.
• Vai abrir uma janela de padronização do equipamento/cálculo.
Temos uma corrente de
água (líquida) 1m3/s á 10°C
e 5 atm de pressão
manométrica registrada
pelo instrumento que passa
por uma válvula.
A pressão de saída
registrada pelo instrumento
na área industrial é 2 atm.
A) Qual a temperatura
de saída?
B) Qual a composição da
corrente de saída
Exercício 2

• Para ver o resultado da simulação clique sobre a corrente de saída.
Exercício 2

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