Válvulas de esfera de passagem plena: princípios de projeto, cálculos e aplicações industriais
O diâmetro do canal de fluxo da válvula de esfera é um fator crítico de desempenho.válvulas de esfera de passagem plenaEssa dimensão determina a eficiência do fluxo, a perda de pressão e a adequação para indústrias de alta demanda. Veja como projetá-las e implementá-las com eficácia.
Válvula de esfera de passagem plena: definição e métodos de cálculo
1. Definição Essencial
Uma válvula de esfera de passagem plena (full bore) possui um diâmetro de canal de fluxo que corresponde a ≥95% do diâmetro interno da tubulação, permitindo um fluxo praticamente irrestrito com uma queda de pressão mínima.
2. Cálculo baseado em fluxo
Utilize a fórmula empírica da dinâmica dos fluidos:
Q = K × Cv × √ΔP
P: Vazão (GPM ou m³/h)
K: Fator de correção (normalmente 0,9)
Cv: Coeficiente de fluxo (específico da válvula)
ΔP: Diferencial de pressão (psi ou bar)
Fórmula derivada para o diâmetro do furo:
d = (Q / (0,9 × Cv × √ΔP)) × 25,4
(d = diâmetro em mm; 25,4 = conversão de polegadas para milímetros)
3. Atalho para dimensionamento de dutos
d = D × 0,8
d: Diâmetro do furo da válvula
D: Diâmetro externo da tubulação
Exemplo: Para um tubo com diâmetro externo de 100 mm, selecione uma válvula com diâmetro interno de ≥80 mm.
Porta completa vs. Porta reduzidaDiferenças Críticas
Parâmetro | Válvula de esfera de passagem plena | Válvula de esfera de porta redutora |
|---|---|---|
| Canal de fluxo | Corresponde ao diâmetro interno do tubo (ex.: DN50 = 50 mm) | 1-2 tamanhos menores (ex.: DN50 ≈ 38mm) |
| Eficiência de fluxo | Resistência quase nula; fluxo total | Redução de fluxo de 15 a 30% |
| Queda de pressão | Negligível | Significativo em altas taxas de fluxo. |
| Aplicações | Essencial para limpeza de dutos com pigs, fluidos viscosos | Sistemas de baixo fluxo; projetos com restrições orçamentárias |
Principal conclusão:
Uma válvula de passagem plena DN50 mantém um fluxo de 50 mm, enquanto uma válvula de passagem reduzida DN50 reduz o fluxo para aproximadamente DN40 (38 mm) – uma perda de área de fluxo de 24%.
Aplicações industriais: onde as válvulas de passagem plena se destacam
1. Oleodutos e gasodutos
Função:Desligamento/controle da linha principal
Vantagem:Permite a limpeza de dutos com pigs para manutenção; lida com petróleo bruto/lama sem entupir.
2. Processamento Químico
Caso de uso:Linhas de alimentação de reatores de alto fluxo
Beneficiar:Impede restrições de fluxo que interrompem a continuidade da produção.
3. Gestão da Água
Aplicações:
1. Rede de abastecimento de água municipal
2. Entradas/saídas da estação de tratamento de águas residuais
Motivo: Maximiza o fluxo durante os períodos de pico de demanda.
Diretrizes de seleção: quando escolher a porta de vidro total
Opte por válvulas de passagem plena quando:
1.O fluxo é fundamental:Sistemas que requerem perda mínima de pressão (ex.: oleodutos de longa distância).
2. A mídia é desafiadoraFluidos viscosos, pastas ou sistemas laváveis.
3. Preparando-se para o futuroProjetos que preveem aumentos na taxa de fluxo.
Considerações sobre custos:
As válvulas de passagem plena custam de 20 a 30% a mais do que as de passagem reduzida, mas reduzem o consumo de energia em até 15% em sistemas de alto fluxo.
Data da publicação: 15 de fevereiro de 2025