Válvulas
ENQ 452 - INSTRUMENTAÇÃO E CONTROLE DE
PROCESSOS QUÍMICOS
Profª. Rejane de Castro Santana
Amanda Cheles - 109205
Débora Fontes - 106237
Gabriela Grupionni - 103816
Juliana Pimentel - 109214
Integrantes
O que são válvulas
Dispositivos que regulam,
interrompem e controlam o
fluxo de gás e líquidos em
uma tubulação
• $$$
• Suscetíveis a
vazamento
• Perda de carga
Regulagem da vazão, alívio de pressão, bloqueio da
passagem, alinhamento do fluido
Classificação
• Estanqueidade
parcial ou total;
• Perda de carga;
• Diâmetro igual a
tubulação.
• Estanqueidade
total;
• Perda de carga;
• Diâmetro menor
que a tubulação.
• Fluxo em sentido
único
• Automático
• Controle de vazaõ:
uso de sensores,
controladores e
atuadores
Bloqueio Regulage
m
Escoamento
único
Controle de
pressão
• Garante passagem livre em linha reta, com escoamento eficiente;
• Indicada para tubulações de água, óleo e outros líquidos;
• Usada em sistemas industriais e residenciais;
• Fechamento gradual, reduzindo choques de pressão e danos;
• Uso em declínio, substituída por válvulas mais leves e
econômicas.
Válvula de Bloqueio
VÁLVULA GAVETA
Fonte: HardHat
• Indicadas para tubulações pequenas, líquidos de baixa pressão e
gases.
• Fechamento rápido e operação simples.
• Obturador em “macho” conectado à alavanca alterna aberto/fechado.
• Obturador geralmente cônico.
• Classificadas como válvulas de esfera ou de 3 e 4 vias.
Válvula de Bloqueio
VÁLVULA MACHO
Fonte: Val Aço
• Rápida abertura;
• Várias posições de regulagem;
• Fluxo em sentido único;
• Grande perda de carga (mudanças de
direção do fluido);
• Vedação total;
• Materiais de alto ponto de fusão (válvulas de
segurança contra incêndios)
• Agulha e em “Y”.
Válvula de Regulagem
VÁLVULA
GLOBO
Fonte:
Genebre
Fonte: Jefferson
Engenharia
• Haste de 45°;
• Perda de carga ao
longo da válvula;
• Linhas de vapor;
• Bloqueio e
regulagem.
• Agulhas de metal;
• Precisão do
escoamento e da
vazão;
• Lubrificação de
equipamentos .
x
EM
Y
AGULH
A
Válvula de Regulagem
VÁLVULA
GLOBO
• Regulagem ou bloqueio de fluidos corrosivos;
• Válvula fecha com um diafragma flexível;
• O mecanismo não tem contato com o fluido;
• Não tem fendas e não há retenção de partículas;
• Processamentos estéreis;
• Usada na indústria farmacêutica, fluidos corrosivos
e alimentos ácidos.
Válvula de Regulagem
VÁLVULA DIAFRAGMA
Fonte: Vávulas
ELAN
Fonte: Tameson
• Regulagem e bloqueio;
• Leves e adaptáveis;
• Pequena perda de carga;
• Tubulação de diâmetros maiores, fluidos de
baixas pressões e temperaturas
moderadas;
• Baixo custo;
• Podem ser sanitárias.
Válvula de Regulagem
VÁLVULA BORBOLETA
Fonte: Águas
Claras
• Função: permitir o fluxo em direção única e
impedir o refluxo;
• Provocam elevada perda de carga;
• São válvulas de fechamento automático;
• Aplicações: Sistemas de bombeamento e
HVAC;
• Levantamento, portinhola e esfera.
Válvula de Escoamento Único
VÁLVULA DE RETENÇÃO
Fonte:
Fonte:
Portesborges
Válvula de Escoamento Único
VÁLVULA DE RETENÇÃO
LEVANTAMENTO PORTINHOLA ESFERA
• Tampão conectado
a um pino;
• Impede refluxo;
• Sistemas de gás e
vapor.
• - perda de carga
que a válvula de
levantamento;
• Vertical ou
horizontal.
• Similar a válvula de
levantamento;
• Fechamento + rápido;
• Fluidos + viscosos.
Válvula de Escoamento Único
VÁLVULA DE
PÉ
• Função: Permitir que o fluido seja sugado e retêm
partículas indesejadas;
• É mantida imersa no líquido de reservatórios
inferiores;
• Economiza energia da bomba de sucção;
• Aplicações: Sistemas de bombeamento.
Fonte: Comercial
Maia
• Função: Impedir o refluxo de um fluido ou
bloquear a passagem;
• Opera de maneira similar às válvulas de
bloqueio e do tipo globo;
• Funciona apenas quando está totalmente
aberta ou fechada;
• Aplicações: Indústria de gás e petróleo, linha
de saída da tubulação de caldeiras.
Válvula de Escoamento Único
VÁLVULA DE RETENÇÃO COM
BLOQUEIO
Fonte:
Fonte:
Portesborges
Válvula de Controle de
Pressão
VÁLVULA DE SEGURANÇA E
ALÍVIO
• Limitada por mola ou contrapeso, garantindo segurança.
• Abre automaticamente quando a pressão excede o limite; fecha
sozinha.
• Segurança: fluidos compressíveis (vapor, ar, gases).
• Alívio: líquidos incompressíveis.
Fonte: Deco
Válvula de Controle de
Pressão
VÁLVULA REDUTORA DE PRESSÃO
• Regulam a pressão dentro de limites pré-estabelecidos.
• Fecham por molas com tensão ajustável.
• Mantêm controle preciso em baixas pressões.
• Usadas em vapor, ar comprimido, redes de água e instalações
prediais.
Fonte: Flomatic
ic
Fonte: Hot Water
Partes de uma válvula
Válvula de controle
Fonte: Dicas de
Instrumentação
Corpo da válvula
• Porção mecânica
• Menor ou maior
passagem do fluido
• O obturador é a peça
móvel
• É ligado ao atuador, para
controlar a vazão
Ação do Obturador
• Duas posições
• Proporcional
Posicionador da válvula
• Conectado ao corpo da válvula via haste
• Atua até que a medição mecânica seja correspondente ao sinal de
entrada
• Funciona como uma ponte entre o sinal do atuador e a válvula em si
• Garante que o obturador e a haste estejam exatamente na posição
correspondente ao sinal
⚬ Atrito ou histerese, por exemplo
• Funciona como um tradutor sinal-abertura
• Doa força-motriz para a haste da válvula
• Classificado de acordo com o sinal de entrada e saída
⚬ Pneumático
⚬ Elétrico
⚬ Hidráulico
Atuador
Atuador
Atuador Elétrico Atuador Hidráulico
Fonte: Firgelli
Automations
Fonte:
UFPR
• Mais usado
• Obtém força motriz a partir de ar
comprimido
• Converte pressão em força mecânica
para movimento do obturador
Atuador pneumático
Atuador Pneumático Air
Torque
Fonte: Interválvulas
Componentes
• Mola - retorno à posição de segurança
• Diafragma - sinal força
⟶
Atuador pneumático
https://www.youtube.com/watch?v=Gj22uK2H32Y
Atuador pneumático
• Falta de ar = válvula fechada
• Fail Close
Ar para abrir Ar para fechar
• Escolha da posição de segurança no caso de falha (falta de ar)
• Organização do conjunto mola - diafragma
• Falta de ar = válvula aberta
• Fail Open
15 psi
3 psi Fechada
Aberta 15 psi
3 psi
Fechada
Aberta
FFA ou AFC AFA ou AFO
Atuador pneumático
X
https://www.youtube.com/watch?v=gHdEis_NhS0
Critérios de seleção
• Tipo de fluido
• Temperatura
• Pressão
• Agressividade química
• Agressividade mecânica
• Agressividade ambiental
Do Fluido Do Processo
• Finalidade da válvula
• Regulamentação
• Custo
• Espaço disponível
• Posição da instalação
• Experiência prévia
Curvas características
Linear
Q = K . x
Curvas características
De Igual Porcentagem
Q = Qmax .
R =
Qmax/Qmin
n = log
R/xmax
Curvas características
Abertura rápida
Q = K .
x0,5
• Sensibilidade Unitária: variação em % da vazão para variação unitária
na abertura da válvula
• Rangeabilidade (R): relação entre vazão máxima e mínima controláveis
• Coeficiente de vazão: Quantidade de água que passa por uma
determinada restrição em 1 minuto, com uma perda de carga 4,9 g/cm2
⚬ Dimensionamento de válvula
Conceitos gerais
Muito obrigada!

Válvulasssssssssssssssssssssssssssssssss

  • 1.
    Válvulas ENQ 452 -INSTRUMENTAÇÃO E CONTROLE DE PROCESSOS QUÍMICOS Profª. Rejane de Castro Santana
  • 2.
    Amanda Cheles -109205 Débora Fontes - 106237 Gabriela Grupionni - 103816 Juliana Pimentel - 109214 Integrantes
  • 3.
    O que sãoválvulas Dispositivos que regulam, interrompem e controlam o fluxo de gás e líquidos em uma tubulação • $$$ • Suscetíveis a vazamento • Perda de carga Regulagem da vazão, alívio de pressão, bloqueio da passagem, alinhamento do fluido
  • 4.
    Classificação • Estanqueidade parcial outotal; • Perda de carga; • Diâmetro igual a tubulação. • Estanqueidade total; • Perda de carga; • Diâmetro menor que a tubulação. • Fluxo em sentido único • Automático • Controle de vazaõ: uso de sensores, controladores e atuadores Bloqueio Regulage m Escoamento único Controle de pressão
  • 5.
    • Garante passagemlivre em linha reta, com escoamento eficiente; • Indicada para tubulações de água, óleo e outros líquidos; • Usada em sistemas industriais e residenciais; • Fechamento gradual, reduzindo choques de pressão e danos; • Uso em declínio, substituída por válvulas mais leves e econômicas. Válvula de Bloqueio VÁLVULA GAVETA Fonte: HardHat
  • 6.
    • Indicadas paratubulações pequenas, líquidos de baixa pressão e gases. • Fechamento rápido e operação simples. • Obturador em “macho” conectado à alavanca alterna aberto/fechado. • Obturador geralmente cônico. • Classificadas como válvulas de esfera ou de 3 e 4 vias. Válvula de Bloqueio VÁLVULA MACHO Fonte: Val Aço
  • 7.
    • Rápida abertura; •Várias posições de regulagem; • Fluxo em sentido único; • Grande perda de carga (mudanças de direção do fluido); • Vedação total; • Materiais de alto ponto de fusão (válvulas de segurança contra incêndios) • Agulha e em “Y”. Válvula de Regulagem VÁLVULA GLOBO Fonte: Genebre Fonte: Jefferson Engenharia
  • 8.
    • Haste de45°; • Perda de carga ao longo da válvula; • Linhas de vapor; • Bloqueio e regulagem. • Agulhas de metal; • Precisão do escoamento e da vazão; • Lubrificação de equipamentos . x EM Y AGULH A Válvula de Regulagem VÁLVULA GLOBO
  • 9.
    • Regulagem oubloqueio de fluidos corrosivos; • Válvula fecha com um diafragma flexível; • O mecanismo não tem contato com o fluido; • Não tem fendas e não há retenção de partículas; • Processamentos estéreis; • Usada na indústria farmacêutica, fluidos corrosivos e alimentos ácidos. Válvula de Regulagem VÁLVULA DIAFRAGMA Fonte: Vávulas ELAN Fonte: Tameson
  • 10.
    • Regulagem ebloqueio; • Leves e adaptáveis; • Pequena perda de carga; • Tubulação de diâmetros maiores, fluidos de baixas pressões e temperaturas moderadas; • Baixo custo; • Podem ser sanitárias. Válvula de Regulagem VÁLVULA BORBOLETA Fonte: Águas Claras
  • 11.
    • Função: permitiro fluxo em direção única e impedir o refluxo; • Provocam elevada perda de carga; • São válvulas de fechamento automático; • Aplicações: Sistemas de bombeamento e HVAC; • Levantamento, portinhola e esfera. Válvula de Escoamento Único VÁLVULA DE RETENÇÃO Fonte: Fonte: Portesborges
  • 12.
    Válvula de EscoamentoÚnico VÁLVULA DE RETENÇÃO LEVANTAMENTO PORTINHOLA ESFERA • Tampão conectado a um pino; • Impede refluxo; • Sistemas de gás e vapor. • - perda de carga que a válvula de levantamento; • Vertical ou horizontal. • Similar a válvula de levantamento; • Fechamento + rápido; • Fluidos + viscosos.
  • 13.
    Válvula de EscoamentoÚnico VÁLVULA DE PÉ • Função: Permitir que o fluido seja sugado e retêm partículas indesejadas; • É mantida imersa no líquido de reservatórios inferiores; • Economiza energia da bomba de sucção; • Aplicações: Sistemas de bombeamento. Fonte: Comercial Maia
  • 14.
    • Função: Impediro refluxo de um fluido ou bloquear a passagem; • Opera de maneira similar às válvulas de bloqueio e do tipo globo; • Funciona apenas quando está totalmente aberta ou fechada; • Aplicações: Indústria de gás e petróleo, linha de saída da tubulação de caldeiras. Válvula de Escoamento Único VÁLVULA DE RETENÇÃO COM BLOQUEIO Fonte: Fonte: Portesborges
  • 15.
    Válvula de Controlede Pressão VÁLVULA DE SEGURANÇA E ALÍVIO • Limitada por mola ou contrapeso, garantindo segurança. • Abre automaticamente quando a pressão excede o limite; fecha sozinha. • Segurança: fluidos compressíveis (vapor, ar, gases). • Alívio: líquidos incompressíveis. Fonte: Deco
  • 16.
    Válvula de Controlede Pressão VÁLVULA REDUTORA DE PRESSÃO • Regulam a pressão dentro de limites pré-estabelecidos. • Fecham por molas com tensão ajustável. • Mantêm controle preciso em baixas pressões. • Usadas em vapor, ar comprimido, redes de água e instalações prediais. Fonte: Flomatic ic Fonte: Hot Water
  • 17.
    Partes de umaválvula Válvula de controle Fonte: Dicas de Instrumentação
  • 18.
    Corpo da válvula •Porção mecânica • Menor ou maior passagem do fluido • O obturador é a peça móvel • É ligado ao atuador, para controlar a vazão Ação do Obturador • Duas posições • Proporcional
  • 19.
    Posicionador da válvula •Conectado ao corpo da válvula via haste • Atua até que a medição mecânica seja correspondente ao sinal de entrada • Funciona como uma ponte entre o sinal do atuador e a válvula em si • Garante que o obturador e a haste estejam exatamente na posição correspondente ao sinal ⚬ Atrito ou histerese, por exemplo
  • 20.
    • Funciona comoum tradutor sinal-abertura • Doa força-motriz para a haste da válvula • Classificado de acordo com o sinal de entrada e saída ⚬ Pneumático ⚬ Elétrico ⚬ Hidráulico Atuador
  • 21.
    Atuador Atuador Elétrico AtuadorHidráulico Fonte: Firgelli Automations Fonte: UFPR
  • 22.
    • Mais usado •Obtém força motriz a partir de ar comprimido • Converte pressão em força mecânica para movimento do obturador Atuador pneumático Atuador Pneumático Air Torque Fonte: Interválvulas Componentes • Mola - retorno à posição de segurança • Diafragma - sinal força ⟶
  • 23.
  • 24.
    Atuador pneumático • Faltade ar = válvula fechada • Fail Close Ar para abrir Ar para fechar • Escolha da posição de segurança no caso de falha (falta de ar) • Organização do conjunto mola - diafragma • Falta de ar = válvula aberta • Fail Open 15 psi 3 psi Fechada Aberta 15 psi 3 psi Fechada Aberta FFA ou AFC AFA ou AFO
  • 25.
  • 26.
    Critérios de seleção •Tipo de fluido • Temperatura • Pressão • Agressividade química • Agressividade mecânica • Agressividade ambiental Do Fluido Do Processo • Finalidade da válvula • Regulamentação • Custo • Espaço disponível • Posição da instalação • Experiência prévia
  • 27.
  • 28.
    Curvas características De IgualPorcentagem Q = Qmax . R = Qmax/Qmin n = log R/xmax
  • 29.
  • 30.
    • Sensibilidade Unitária:variação em % da vazão para variação unitária na abertura da válvula • Rangeabilidade (R): relação entre vazão máxima e mínima controláveis • Coeficiente de vazão: Quantidade de água que passa por uma determinada restrição em 1 minuto, com uma perda de carga 4,9 g/cm2 ⚬ Dimensionamento de válvula Conceitos gerais
  • 31.